一种抗弯折人工血管及其制备方法技术

本发明专利技术属于医疗器械技术领域，公开了一种抗弯折人工血管及其制备方法，所述人工血管包括三层结构，内层为静电纺丝纤维膜，外层为无规则静电纺丝纤维膜，中层为防渗血致密层，所述防渗血致密层包括第一致密层和第二致密层，所述第一致密层和第二致密层之间设有高分子材料构成的弹簧状的螺旋环套结构；两层致密层与螺旋环套结构的结合，可有效提高人工血管的抗弯折性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗弯折人工血管及其制备方法
本专利技术属于医疗器械
，尤其涉及一种抗弯折人工血管及其制备方法。
技术介绍
我国心血管疾病患病率和死亡率不断攀升，2015年心血管疾病死亡率高于肿瘤及其他疾病。在终末端肾病患者透析治疗中，对于自体血管条件差的患者，人工血管动静脉造瘘是维持高质量透析的优良选择。然而，人工血管植入体内后，人体组织生长和肢体运动会对血管产生弯曲应力。这可能导致血管移植物发生扭结或弯曲而堵塞血管，降低血管通畅率，甚至危及生命。临床上，自体瘘不能用于血液透析时，通常采用膨体聚四氟乙烯(ePTFE)类的人工血管，例如Gore、Bard人工血管等。膨体聚四氟乙烯材料为非弹性体，在植入的弯曲部位血管由于应力而变形。因此在专利US20170112611A1中，Bard公司通过以下方式增强其抗扭结性能：在原有膨体聚四氟乙烯外表缠绕硬质的环状结构，再旋涂密封层覆盖螺旋环结构，而后在密封层表面处理出多个径向凹槽，最后在密封层的外表面附以高分子膜作为血管外层。其缺点有二：在血管表面进行旋涂工艺会影响螺距均匀性，且密封层的旋涂量影响血管壁的厚度进而影响血管的抗弯折性能的稳定性；同时，血管的加强部分结构复杂，工艺繁琐，在产品量产化上存在一定难度。而在专利US07785438B2中，雅培(Abbott)公司通过组合两种及以上的内层形成内层复合体，内层的组成单元间存在结合的缝隙，很显然这种设计缺陷就在于植入后的缝隙因为血流影响促进内膜增生产生，且存在渗血风险。在专利US7879085B2中，波士顿科学(BostonScientific)公司通过对热挤出的膨体聚四氟乙烯管进行缠绕和再加热定形，制备出螺纹管状的血管。此方法在制作工艺上较为简单，但缠绕后高温处理，使得血管内壁出现螺纹凹凸纹理，影响了内壁结构增加血栓形成风险。在US07276271B2专利中，以色列公司(Nicast)通过静电纺技术提升了传统静电纺丝管的抗弯折性能，其主要思想是通过控制电场分布和强度，调节静电纺丝管壁的密度变化来实现抗弯折性能。但由于电场的控制本身受电场自身局限，不能实现电场的大幅度跨越，所以并不完全能较高精度地控制管壁的密度，以达到优良的抗扭结性能。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术供了一种具有抗弯折、抗扭结性能的人工血管，该血管的中层结构包含致密层和螺旋环套结构，可有效提高血管的抗弯折性能。为了实现上述目的，本专利技术具体采用以下技术方案：一种抗弯折人工血管，包括三层结构，内层为静电纺丝纤维膜，外层为无规则静电纺丝纤维膜，中层为防渗血致密层，其特征在于，所述防渗血致密层包括第一致密层和第二致密层，所述第一致密层和第二致密层之间设有高分子材料构成的弹簧状的螺旋环套结构。在上述技术方案中，所述内层的厚度为1μm～1000μm，所述外层厚度为1μm～500μm，所述内层和外层中纤维的直径为50nm～5000nm；所述中层的厚度为1μm～1000μm，所述螺旋环套结构中的环状结构的线径为1μm～2000μm。需要说明的是，所述中层的厚度为第一致密层与第二致密层的厚度总和，不包括螺旋环套结构的厚度。优选的，所述内层的厚度为5μm～700μm，所述外层厚度为5μm～400μm，所述内层和外层中纤维的直径为50nm～3000nm；所述中层的厚度为5μm～700μm，所述螺旋环套结构中的环状结构的线径为100μm～1000μm。更加优选的，所述内层的厚度为50μm～450μm，所述外层厚度为50μm～300μm，所述内层和外层中纤维的直径为800nm～3000nm；所述中层的厚度为10μm～300μm，所述螺旋环套结构中的环状结构的线径为200μm～1000μm。在上述技术方案中，所述内层纤维膜与外层纤维膜材料一致，均由聚己内酯、聚氨酯和聚丙交酯组成，所述聚己内酯占0wt％～20wt％，所述聚丙交酯占0wt％～20wt％，所述聚氨酯占60wt％～100wt％；所述第一致密层和第二致密层的材料相同，具体为聚己内酯或/和聚氨酯；所述螺旋环套结构的材料选自聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、全氟乙烯丙烯共聚物和膨体聚四氟乙烯中一种或几种。进一步地，在上述技术方案中，所述聚己内酯的重均分子量为1万～100万，所述聚氨酯的重均分子量为1万～100万，所述聚丙交酯的重均分子量为1万～100万，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯1万～100万，所述的聚乙烯的重均分子量1万～100万，所述的全氟乙烯丙烯共聚物的重均分子量1万～100万，所述的膨体聚四氟乙烯的重均分子量1万～100万。优选的，所述聚己内酯的重均分子量为6万～30万，所述聚氨酯的重均分子量为10万～60万，所述聚丙交酯的重均分子量为5万～50万，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯重均分子量5万～50万，所述的聚乙烯的重均分子量1万～50万，所述的全氟乙烯丙烯共聚物的重均分子量1万～50万，所述的膨体聚四氟乙烯的重均分子量1万～50万。本专利技术另一方面提供了上述抗弯折人工血管的制备方法，具体包括以下步骤：S1、将内层纤维膜材料的各组分按比例溶于有机溶剂中，得到均匀的聚合物溶液，记为A1溶液；将致密层材料溶于有机溶剂中，得到两个均匀的不同浓度的聚合物溶液，将浓度高的记为A2溶液，将溶度低的记为A3溶液；将螺旋环套结构的材料按比例混合，记为A4；S2、将步骤S1制备的A1溶液静电纺于金属芯轴表面，真空干燥后得到血管内层纤维膜；S3、采用A2溶液，在内层纤维膜表面进行电喷得到第一致密层；S4、以第一致密层为接触面，将A4进行热挤出，热挤出的参数为：温度200～400℃，主机挤出速率1～20Hz，第一致密层表面与挤出机的挤出头距离为5～18cm，设置接触面的运动规律，即可得到螺旋环套结构；S5、采用A3溶液，在步骤S4获得的结构表面进行电喷，得到第二致密层；S6、采用A1溶液，在步骤S5所获得的第二致密层表面进行电纺丝，干燥后得到血管外层纤维膜。在上述技术方案中，步骤S1所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，丙酮，四氢呋喃，六氟异丙醇中的一种或多种，所述A1溶液的浓度为10～70％w/v，所述A2溶液的浓度为20～50％w/v，所述A3溶液的浓度为5％～20％w/v；A1、A2和A3溶液需要充分搅拌，以保证得到均匀的聚合物溶液，具体的，可在室温下搅拌5～48h；需要说明的是，A1和A2、A3的溶剂虽然都选自以上几种，但是它们采用的溶剂不需要完全一致。在上述技术方案中，步骤S2所述纺丝参数与步骤S6所述的电纺丝参数相同，具体为：调节纺丝接收距离10～20cm，纺丝的环境温度为25～35℃，环境湿度30～60％RH，调节电压至15～20kV，溶液A1的给料速度为0.5～2mL/h，辊筒转速为50～1000rad/min。在上述技术方案中，步骤S3所述的电喷参数为：溶液A2的给料速率为3～5mL/h，接收距离10cm，辊筒转速为50～150rad/min，环境温度为25～35℃，环境湿度30～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗弯折人工血管，包括三层结构，内层为静电纺丝纤维膜，外层为无规则静电纺丝纤维膜，中层为防渗血致密层，其特征在于，所述防渗血致密层包括第一致密层和第二致密层，所述第一致密层和第二致密层之间设有高分子材料构成的弹簧状的螺旋环套结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗弯折人工血管，包括三层结构，内层为静电纺丝纤维膜，外层为无规则静电纺丝纤维膜，中层为防渗血致密层，其特征在于，所述防渗血致密层包括第一致密层和第二致密层，所述第一致密层和第二致密层之间设有高分子材料构成的弹簧状的螺旋环套结构。


2.根据权利要求1所述的抗弯折人工血管，其特征在于，所述内层的厚度为1μm～1000μm，所述外层的厚度为1μm～500μm，所述内层和外层中纤维的直径为50nm～5000nm；所述中层厚度为1μm～1000μm，所述螺旋环套结构中的环状结构的线径为1μm～2000μm。


3.根据权利要求1所述的抗弯折人工血管，其特征在于，所述内层纤维膜与外层纤维膜材料一致，均由聚己内酯、聚氨酯和聚丙交酯组成，所述聚己内酯占0wt％～20wt％，所述聚丙交酯占0wt％～20wt％，所述聚氨酯占60wt％～100wt％；
所述第一致密层和第二致密层的材料为聚己内酯或/和聚氨酯；
所述螺旋环套结构的材料选自聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、全氟乙烯丙烯共聚物和膨体聚四氟乙烯中一种或几种。


4.根据权利要求3所述的抗弯折人工血管，其特征在于，所述聚己内酯的重均分子量为1万～100万，所述聚氨酯的重均分子量为1万～100万，所述聚丙交酯的重均分子量为1万～100万，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯1万～100万，所述的聚乙烯的重均分子量1万～100万，所述的全氟乙烯丙烯共聚物的重均分子量1万～100万，所述的膨体聚四氟乙烯的重均分子量1万～100万。


5.权利要求1～4任一权利要求所述抗弯折人工血管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将内层纤维膜材料的各组分按比例溶于有机溶剂中，得到均匀的聚合物溶液，记为A1溶液；将致密层材料溶于有机溶剂中，得到两个均匀的不同浓度的聚合物溶液，将浓度高的记为A2溶液，将溶度低的记为A3溶液；将螺旋环套结构的材料按比例混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳荣，王趁红，胡树军，刘思诗，欧阳晨曦，罗威，
申请(专利权)人：武汉杨森生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42