一种复合增强结构人工心脏瓣膜及制备方法技术

一种复合增强结构人工心脏瓣膜及制备方法，包括织物膜中间层；织物膜中间层的内侧设置内涂层；织物膜中间层的外侧设置外涂层；织物膜中间层为具有各向异性力学性能的织物膜；织物膜中间层由不同的纱线按照不同取向、不同排列和不同表面处理方式进行织造而成。本发明专利技术，有利于细胞粘附和增殖，具有优良的力学性能和生物相容性，具有显著改善人工心脏瓣膜的抗凝血、抗钙化和力学稳定性等性能，并在人体内长期有效。本发明专利技术，通过改变织物组织结构、纱线种类、纱线密度和处理等技术，可以调节人工心脏瓣膜的力学性能、厚度、孔隙、渗透性和耐久性等性能，从而满足自体瓣膜的性能要求，具有制备方法简单方便、工艺过程易于控制的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种复合增强结构人工心脏瓣膜及制备方法
本专利技术涉及生物医用材料领域，尤其涉及一种复合增强结构人工心脏瓣膜及制备方法。
技术介绍
人体心脏内部总共有四种心脏瓣膜，分别为二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣和肺动脉瓣。由于不良的生活习惯、器官衰老、高血压和高血脂等疾病，常引起瓣膜的力学性能损失或钙质沉着，最终使瓣膜发生闭合不全、返流和钙化等问题。针对瓣膜损坏等问题，目前主要的治疗方法是人工或异体心脏瓣膜置换，主要分为两类：一类是机械瓣膜，如金属、热解碳和膨体聚四氟乙烯类；另一类是生物瓣膜，如猪心包和牛心包瓣膜类。机械瓣膜优点是耐久性强，缺点是容易感染和血栓等并发症，以及需要长期服用抗凝血治疗。如中国专利(申请号200820231115.1)提出了一种热解炭双叶型机械瓣膜，能够提高人工心脏瓣膜的血液相容性和血流动力学性能，但是不具备长期抗凝血性能，移植后，病人需要终生服用抗血栓药物，给病人的肝肾功能造成了慢性损害，增加了病人的经济负担。其中，采用生物瓣膜替换的优点是无需抗凝血治疗，缺点是存在抵抗结构损伤能力差、易钙化和耐久性不足等特点。如中国专利(申请号202010331262.1)提出了一种通过生物瓣膜表面共价修饰活性基团来提高抗钙化功能和力学性能，但是，仍然无法抵抗退行性功能损失，如发生免疫反应和降解过快等问题。因此，在瓣膜置换领域仍然需要开发出具有优良力学性能、抗血液渗透、抗长期血栓钙化和操作简便的新型人工心脏瓣膜。
技术实现思路
(一)专利技术目的为解决背景技术中存在的技术问题，本专利技术提出一种复合增强结构人工心脏瓣膜，有利于细胞粘附和增殖，具有优良的力学性能和生物相容性，具有显著改善人工心脏瓣膜的抗凝血、抗钙化和力学稳定性等性能，并在人体内长期有效。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术提出了一种复合增强结构人工心脏瓣膜，包括织物膜中间层；织物膜中间层的内侧设置内涂层；织物膜中间层的外侧设置外涂层；其中，织物膜中间层为具有各向异性力学性能的织物膜；织物膜中间层由不同的纱线按照不同取向、不同排列和不同表面处理方式进行织造而成。优选的，复合增强结构人工心脏瓣膜的制备方法，包括以下步骤：S1：纱线预处理；选择天然纤维及合成纤维中的一种或多种组合，作为织造纱线原料；采用水溶剂配制质量分数为1-20％的草酸溶液，将纱线经过温度60-100℃的草酸溶液中处理20-200min，并采用超声波清洗器，重复多次；水溶剂为去离子水、超纯水、双蒸水和三蒸水中的任意一种；将聚乙烯醇、变性淀粉、丙烯酸酯、丝素蛋白、羊毛蛋白、胶原蛋白、甲壳素和壳聚糖溶液中的一种或者多种混合均匀，得到溶液A；向溶液A中加入水溶剂，形成浓度为1-10％的溶液，得到溶液B；向溶液B中加入质量分数为0.1-10％的甘油作为助剂形成浆液，将纱线浸入浆液中，卷绕涂层，至浆液均匀渗透到纱线内部；最后，经过烘箱烘干，获得预处理后的纱线；S2：织造；利用针织、机织、编织和非织造技术中的一种，将纱线经过聚乙烯醇处理、整经和穿纱工序，织造得到具有各向异性力学性能的织物膜C；将织物膜C置于30-100℃水溶剂中漂洗20-200min，并采用超声波清洗，去除表面浆料，得到具有各向异性力学性能的织物膜D；织物膜D用于制备织物膜中间层；S3：织物涂层；取丝素蛋白、羊毛蛋白、肝素、肝素钠、枸橼酸钠、芦荟提取物、海藻酸盐、壳聚糖、聚丙烯酸酯、环氧氯丙烷、京尼平、二磷酸盐、聚乙烯醇和聚乳酸中的一种或几种，溶解混合得到功能改性涂层溶液；将机织膜D浸泡在功能改性涂层溶液中，并真空处理，真空度为0.05-1MPa，处理时间为10-60min；再采用低温等离子体、光交联和浸轧处理技术中的任意一种，对机织膜D进行处理，以获得涂层良好的功能改性织物膜，得到复合增强结构人工心脏瓣膜。优选的，在S1中：纱线细度为1.11-22.22Tex，复数为1-200F；超声波清洗的超声功率为30-100％，超声分散3-30min；卷绕速度为20-100m/s，涂层温度为30-80℃；烘干温度为30-80℃，烘干时间为1-12h；卷绕涂层采用单浸单压、双浸双压和三浸三压方法中的一种或多种组合。优选的，在S1中：天然纤维为蚕丝、羊毛、壳聚糖纱线、甲壳素纱线、胶原纱线和蜘蛛丝中的一种或多种组合；合成纤维为涤纶长丝、锦纶长丝、氨纶长丝、腈纶长丝、丙纶长丝、PGA、PLA、PLLA、PLGA、PDO和PCL中的一种或多种组合。优选的，在S2中：超声波清洗过程中，超声功率为30-100％，超声分散3-30min，重复2-10次。优选的，在S2中：织物膜D的厚度为0.1-1mm，经向拉伸模量为30-80MPa，纬向断裂模量为5-30MPa，经向断裂强度为10-40MPa，纬向断裂强度为5-15MPa，水渗透性为1-300mL/(cm2·min)。本专利技术，有利于细胞粘附和增殖，具有优良的力学性能和生物相容性，具有显著改善人工心脏瓣膜的抗凝血、抗钙化和力学稳定性等性能，并在人体内长期有效。本专利技术，通过改变织物组织结构、纱线种类和纱线密度和处理等技术，可以调节人工心脏瓣膜的力学性能、厚度、孔隙、渗透性和耐久性等性能，从而满足自体瓣膜的性能要求，具有制备方法简单方便、工艺过程易于控制的优点。附图说明图1为本专利技术提出的复合增强结构人工心脏瓣膜的表面扫描电镜图。图2为本专利技术提出的复合增强结构人工心脏瓣膜的横截面扫描电镜图。图3为本专利技术提出的复合增强结构人工心脏瓣膜的力学拉伸测试结果图。图4为本专利技术提出的复合增强结构人工心脏瓣膜的力学拉伸弹性模量测试结果图。图5为本专利技术提出的复合增强结构人工心脏瓣膜的水渗透性结果测试图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。本专利技术提出的一种复合增强结构人工心脏瓣膜，包括织物膜中间层；织物膜中间层的内侧设置内涂层；织物膜中间层的外侧设置外涂层；其中，织物膜中间层为具有各向异性力学性能的织物膜；织物膜中间层由不同的纱线按照不同取向、不同排列和不同表面处理方式进行织造而成。本专利技术，有利于细胞粘附和增殖，具有优良的力学性能和生物相容性，具有显著改善人工心脏瓣膜的抗凝血、抗钙化和力学稳定性等性能，并在人体内长期有效。在一个可选的实施例中，复合增强结构人工心脏瓣膜的制备方法，包括以下步骤：S1：纱线预处理；选择天然纤维及合成纤维中的一种或多种组合，作为织造纱线原料；采用水溶剂配制质量分数为1-20％的草酸溶液，将纱线经过温度60-100℃的草本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合增强结构人工心脏瓣膜，其特征在于，包括织物膜中间层；/n织物膜中间层的内侧设置内涂层；织物膜中间层的外侧设置外涂层；/n其中，织物膜中间层为具有各向异性力学性能的织物膜；织物膜中间层由不同的纱线按照不同取向、不同排列和不同表面处理方式进行织造而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合增强结构人工心脏瓣膜，其特征在于，包括织物膜中间层；
织物膜中间层的内侧设置内涂层；织物膜中间层的外侧设置外涂层；
其中，织物膜中间层为具有各向异性力学性能的织物膜；织物膜中间层由不同的纱线按照不同取向、不同排列和不同表面处理方式进行织造而成。


2.根据权利要求1所述的复合增强结构人工心脏瓣膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：纱线预处理；
选择天然纤维及合成纤维中的一种或多种组合，作为织造纱线原料；
采用水溶剂配制质量分数为1-20％的草酸溶液，将纱线经过温度60-100℃的草酸溶液中处理20-200min，并采用超声波清洗器，重复多次；
水溶剂为去离子水、超纯水、双蒸水和三蒸水中的任意一种；
将聚乙烯醇、变性淀粉、丙烯酸酯、丝素蛋白、羊毛蛋白、胶原蛋白、甲壳素和壳聚糖溶液中的一种或者多种混合均匀，得到溶液A；
向溶液A中加入水溶剂，形成浓度为1-10％的溶液，得到溶液B；
向溶液B中加入质量分数为0.1-10％的甘油作为助剂形成浆液，将纱线浸入浆液中，卷绕涂层，至浆液均匀渗透到纱线内部；最后，经过烘箱烘干，获得预备纱线；
S2：织造；
利用针织、机织、编织和非织造技术中的一种，将纱线经过聚乙烯醇处理、整经和穿纱工序，织造得到具有各向异性力学性能的织物膜C；
将织物膜C置于30-100℃水溶剂中漂洗20-200min，并采用超声波清洗，去除表面浆料，得到具有各向异性力学性能的织物膜D；
织物膜D用于制备织物膜中间层；
S3：织物涂层；
取丝素蛋白、羊毛蛋白、肝素、肝素钠、枸橼酸钠、芦荟提取物、海藻酸盐、壳聚糖、聚丙烯酸酯、环氧氯丙烷、京尼平、二磷酸盐、聚乙烯醇和聚乳酸中的一种或几种，溶解混合得到功能改性涂层溶液；
将机织膜D浸泡在功能改性涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，黄笛，
申请(专利权)人：南通纺织丝绸产业技术研究院，苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32