本发明专利技术公开了一种新型小直径可降解人工血管及其构建方法，包括内表面纤维层、外表面纤维层和缠绕于内表面纤维层的纤维上的螺旋支撑结构，该人工血管制备方法简便，能一步制备出双层取向性静电纺丝纤维构成的小直径人工血管，通过几何图案信号作用，使人工血管内能快速形成取向排列且稳定黏附的单层内皮细胞，诱导平滑肌细胞呈圆周取向排列生长的同时具有更佳的力学性能，帮助人工血管内组织再生及功能的稳定再建。
【技术实现步骤摘要】
一种新型小直径可降解人工血管及其构建方法
本专利技术涉及一种新型小直径可降解人工血管及其构建方法，具体涉及一种改良静电纺丝技术及采用该方法构建的具备仿生微图案信号的新型小直径可降解人工血管，属于生物医用材料
技术介绍
目前，心血管疾病(Cardiovasculardisease,CVD)是全球人口第一大死因，据世界卫生组织报道，全球每年约有1790万人死于心血管疾病[1]。由动脉粥样硬化、炎症、自身免疫等原因所致的血管闭塞是常见的临床难题[2]。针对冠状动脉及外周小直径动脉闭塞常用的方法是将病变段血管置换或行旁路搭桥，其中自体血管移植是临床上治疗该类疾病的“金标准”，但因存在来源有限、需额外的有创手术、患者健康状况等因素的影响而应用受限[3]。合成高分子材料制造的人工血管移植物制备成本低、使用方便，目前广泛应用于临床，但其力学性能差及合成材料的不可降解性容易导致血栓形成、狭窄和慢性炎症反应等并发症，限制了其在小直径人工血管(<6mm)的应用[4]。因此小直径人工血管的研发成为了当务之急。人体血管壁由三层解剖结构组成：外膜，中膜和内膜。内膜主要由血管内皮细胞构成，其在调节血管张力、组织稳态及血管壁上营养物质的运输中起着重要作用。此外，内膜在循环血液和血管壁之间形成一层具有抗凝血功能的屏障。如果没有稳定贴壁的单层内皮细胞，人工血管容易因内膜的增生和血栓形成而再次狭窄或堵塞。因此，一个理想的人工血管应能在植入人体后的生理条件下快速形成连续的单层内皮细胞[5]。人体正常生理条件下，血管内皮细胞的形态和细胞骨架排列方式与血管中血流方向一致，并直接影响其功能和在血流剪切应力下的粘附能力[6]。静电纺丝技术是一种利用高压电场力制备纳米纤维的方法。因静电纺丝设备简单，成本低，制备出来的纤维膜具有较高的比表面积、极好的孔连通性和可控的纤维直径。由于静电纺丝过程不稳定的特性，收集到的纤维常为无规则堆积的形式，这种形态的静电纺丝纳米纤维在人工血管的应用中有较大的局限性。假如电纺丝纤维的分布紊乱无序，节点之间的纤维紧张程度不同，整块纤维材料中单根纤维的受力强弱不均，会使得整块纤维无法发挥出应有的力学性能。[1]E.J.Benjamin,P.Muntner,A.Alonso,M.S.Bittencourt,C.W.Callaway,A.P.Carson,A.M.Chamberlain,A.R.Chang,S.Cheng,S.R.Das,F.N.Delling,L.Djousse,M.S.V.Elkind,J.F.Ferguson,M.Fornage,L.C.Jordan,S.S.Khan,B.M.Kissela,K.L.Knutson,T.W.Kwan,D.T.Lackland,T.T.Lewis,J.H.Lichtman,C.T.Longenecker,M.S.Loop,P.L.Lutsey,S.S.Martin,K.Matsushita,A.E.Moran,M.E.Mussolino,M.O'Flaherty,A.Pandey,A.M.Perak,W.D.Rosamond,G.A.Roth,U.K.A.Sampson,G.M.Satou,E.B.Schroeder,S.H.Shah,N.L.Spartano,A.Stokes,D.L.Tirschwell,C.W.Tsao,M.P.Turakhia,L.B.VanWagner,J.T.Wilkins,S.S.Wong,S.S.Virani,E.AmericanHeartAssociationCouncilon,C.PreventionStatistics,S.StrokeStatistics,HeartDiseaseandStrokeStatistics-2019Update:AReportFromtheAmericanHeartAssociation,Circulation139(10)(2019)e56-e66.[2]A.Timmis,N.Townsend,C.Gale,R.Grobbee,N.Maniadakis,M.Flather,E.Wilkins,L.Wright,R.Vos,J.Bax,M.Blum,F.Pinto,P.Vardas,E.S.C.S.D.Group,EuropeanSocietyofCardiology:CardiovascularDiseaseStatistics2017,EurHeartJ39(7)(2018)508-579.[3]A.Goins,A.R.Webb,J.B.Allen,Multi-layerapproachestoscaffold-basedsmalldiametervesselengineering:Areview,MaterSciEngCMaterBiolAppl97(2019)896-912.[4]H.Y.Mi,Y.Jiang,X.Jing,E.Enriquez,H.Li,Q.Li,L.S.Turng,Fabricationoftriple-layeredvasculargraftscomposedofsilkfibers,polyacrylamidehydrogel,andpolyurethanenanofiberswithbiomimeticmechanicalproperties,MaterSciEngCMaterBiolAppl98(2019)241-249.[5]D.Radke,W.Jia,D.Sharma,K.Fena,G.Wang,J.Goldman,F.Zhao,TissueEngineeringattheBlood-ContactingSurface:AReviewofChallengesandStrategiesinVascularGraftDevelopment,AdvHealthcMater7(15)(2018)e1701461.[6]S.Arora,S.Lin,C.Cheung,E.K.F.Yim,Y.C.Toh,Topographyelicitsdistinctphenotypesandfunctionsinhumanprimaryandstemcellderivedendothelialcells,Biomaterials234(2020)119747.
技术实现思路
为解决医院临床现有人工血管治疗效果差、小直径人工血管的匮乏问题，本专利技术的目的在于提供一种新型小直径可降解人工血管及其构建方法，该人工血管制备方法简便，能一步制备出双层取向性静电纺丝纤维构成的小直径人工血管，通过几何图案信号作用，使人工血管内能快速形成取向排列且稳定黏附的单层内皮细胞，诱导平滑肌细胞呈圆周取向排列生长的同时具有更佳的力学性能，帮助人工血管内组织再生及功能的稳定再建。为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种新型小直径可降解人工血管，包括：内表面纤维层：由延人工血管长轴方向取向排列、相互平行、疏松多孔的纤维构成，为可降解高分子材料，为人工血管本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型小直径可降解人工血管，其特征在于，包括：/n内表面纤维层：由延人工血管长轴方向取向排列、相互平行、疏松多孔的纤维构成，为可降解高分子材料，为人工血管提供几何图案信号递送；/n外表面纤维层：由延人工血管圆周方向取向排列，网状连接且疏松多孔的纤维构成，为可降解高分子材料，为人工血管提供力学支撑；/n螺旋支撑结构：以固定间距和宽度缠绕于内表面纤维层的纤维上，为可降解高分子材料，由无序、致密的纤维构成，为人工血管提供力学支撑。/n
【技术特征摘要】
1.一种新型小直径可降解人工血管，其特征在于，包括：
内表面纤维层：由延人工血管长轴方向取向排列、相互平行、疏松多孔的纤维构成，为可降解高分子材料，为人工血管提供几何图案信号递送；
外表面纤维层：由延人工血管圆周方向取向排列，网状连接且疏松多孔的纤维构成，为可降解高分子材料，为人工血管提供力学支撑；
螺旋支撑结构：以固定间距和宽度缠绕于内表面纤维层的纤维上，为可降解高分子材料，由无序、致密的纤维构成，为人工血管提供力学支撑。
2.根据权利要求1所述的新型小直径可降解人工血管，其特征在于：所述可降解高分子材料选自聚己内酯及其衍生物、聚氨酯及其衍生物、胶原及其衍生物、丝素蛋白及其衍生物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的新型小直径可降解人工血管，其特征在于：所述内表面纤维层中的纤维直径为0.2～0.4μm，外表面纤维层中的纤维直径为1～5μm，所述螺旋支撑结构的纤维直径为1～3μm，间距为2～3mm，宽度为0.2～0.6mm。
4.根据权利要求1所述的新型小直径可降解人工血管，其特征在于：所述内表面纤维层的平均厚度为50～1000μm；外表面纤维层的平均厚度为1000～9000μm。
5.权利要求1-4任一项所述的新型小直径可降解人工血管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
(1)将可降解高分子材料配制成高分子聚合物溶液，然后以转速为40～100rpm的旋转的弹簧作为收集装置，通过静电纺丝电场...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宪伟，谢超，王祖勇，
申请(专利权)人：王宪伟，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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