一种医用血管支架材料及其制备方法技术

一种医用血管支架材料，是以蚕丝蛋白粉末、聚乳酸、聚己内酯、壳聚糖和重组人源胶原蛋白为原料，通过同轴静电纺丝，氨水和温水的依次浸泡制得的双层复合材料，材料的纤维直径分布在130~160nm之间，均值约为144nm。本发明专利技术制备的高分子支架复合材料具有优异结构稳定性，使用过程中不发生分层脱落，具有良好的生物力学性能和细胞相容性能，支撑力在3.125~3.035MPa之间，用于血管支架时，既能有效形成支撑，又保护血管不被损伤，从而降低内膜增生的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种医用血管支架材料及其制备方法
本专利技术涉及医疗材料
，具体涉及一种医用血管支架材料及其制备方法。
技术介绍
支架材料经常被用于外科手术中，例如提供支撑的血管支架、肠道支架，另外还包括作为营养物质载体并提供一定的尺寸结构的人工骨支架、人工器官支架等。支架植入血管病变处后，血管发生重塑，一旦血管完成“自我修复”，支架的存在就无意义。早期的支架材料通常采用金属或其他一些非可降解材料，通常需要二次手术取出，同时伴随着一些负面效果，对血管造成伤害，术后远期血栓形成、再狭窄发生几率增高；而生物可吸收支架是用可溶解在人体内的材料制成，放入体内后，可被人体降解并吸收。高分子生物可降解支架在血管“自我修复"后被人体完全吸收，保持血管畅通，有可以抑制早期血管形成及晚期新生内膜增生，从而实现血管正性重塑。高分子可降解支架柔软易变形,对血管的剪切应力更小，从而降低内膜增生的风险。现有的用于可降解支架的材料包括聚乳酸(PLA)、聚乙酸醇(PGA)等。理想的支架应具备如下优势：(1)具有高度孔隙率和比表面积，以适应细胞粘附、生长和分化，细胞间信号传递、养分传输，以及降解产物和新陈代谢产物排出；(2)具有良好的力学性能，以支持细胞分化增生；(3)具有良好的生物相容性，其本身及降解产物对细胞及基体无毒，不引起炎症或排斥反应；(4)有适度的生物降解速率，可与组织再生速率相匹配。但是高分子生物可降支架存也在一定的局限性，如聚乳酸材料，具有优异的生物降解性，但是由于高分子材料内无骨架，导致其径向支撑力和抗压能力均不如金属支架，虽然保护了血管不被支架破坏，但同时也降低了支架的支撑性能，无法保证血管良性重塑完成前的血管畅通。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种医用血管支架材料。本专利技术另一目的是提供上述医用血管支架材料的制备方法，制备的材料用于血管支撑时既能保护血管不受破坏，又能保证支架具有优异的支撑性能，同时具有优异的生物相容性和生物可降解性。本专利技术目的通过如下技术方案实现：一种医用血管支架材料，其特征在于：所述医用血管支架材料是以蚕丝蛋白、聚乳酸、聚己内酯、壳聚糖和重组人源胶原蛋白为原料，通过静电纺丝，氨水和温水的依次浸泡制得的双层复合材料，材料的纤维直径分布在130～160nm之间，均值约为144nm。一种医用血管支架材料的制备方法，其特征在于：具体是将蚕丝蛋白粉末、聚乳酸、聚己内酯依次加入由丙酮和乙酸按照质量比为4～6.5:3～4.8组成的混合液中在30～45℃下以400～500rpm速率搅拌30～40min制备成内层纺丝液，将壳聚糖、聚己内酯和重组人源胶原蛋白溶解在50～60℃的质量浓度为0.5～2％的三氟乙酸溶液中制备成外层纺丝液，通过同轴静电纺丝，制备出双层复合材料，采用氨水常温浸泡后再采用纯化水中加热浸泡，最后洗涤，冷冻干燥。基于蚕丝蛋白具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此考虑用于血管支架，有利于人类大动脉内皮细胞(HAEC)及人类冠状动脉平滑肌细胞(HCASMC)的增殖，很好的保持细胞显型和促进细胞重组。静电纺丝制备的材料具有优异的孔隙率和比表面积，有利于细胞的粘附和增殖，但是静电纺丝制备的蚕丝蛋白支架材料脆性大，且蚕丝蛋白的静电作用，导致纤维团聚严重，限制了其作为组织工程支架材料的应用。聚己内酯具有优异的韧性，和蚕丝蛋白复合，可以改性蚕丝蛋白，降低蚕丝蛋白脆性，但是聚己内酯加入后进行静电纺丝，会导致制备的材料中蚕丝蛋白和聚己内酯的相容性降低，容易发生成分分离、结构稳定性变差。在制备过程中，我们发现，制备纺丝液的溶剂对于纺丝形成的纤维的结构有很大影响，从而使得制备的材料性能差异大。蚕丝蛋白的结晶区主要为较为紧密的β折叠构象的二级结构，其中肽链层层排列，依靠相邻肽链上的氨基、羧基形成氢键来维持其稳定结构，在水中发生膨胀但不溶解，是其作为支架材料的基础。本专利技术采用蚕丝蛋白、聚乳酸和聚己内酯混合溶解在丙酮和乙酸的混合溶剂中，通过搅拌形成内层纺丝液，促进蚕丝蛋白中无规卷曲构相转变为β折叠结构，增加了蚕丝蛋白结晶区的β折叠结构的含量，从而增强其结构稳定性。聚乳酸在溶剂调节了体系的pH环境前提下，增加了内层纺丝液的导电率，使得在静电纺丝过程中形成纤维直径较细、直径分布窄，分散性优异，同时增加了纺丝液的粘度，使得蚕丝蛋白和聚己内酯纤维之间产生粘结，不易发生成分分离。在制备外层纺丝液时，本专利技术采用聚己内酯、壳聚糖和重组人源胶原蛋白溶于温度为50～60℃三氟乙酸溶液形成外层纺丝液，壳聚糖本身无法形成纤维，但是增加了纺丝液的导电率和粘度，使得纺丝形成的纤维的直径小，分布均匀，同时在静电纺丝过程中，壳聚糖、聚己内酯中含有的羟基、羰基、醚键等基团与重组人源胶原蛋白中的羧基、氨基之间形成较强的分子间吸引力，且制备的复合材料内外层均含有聚己内酯，将纺丝制备的纳米复合材料先在氨水中常温浸泡，去除有机溶剂，再50～60℃温水浸泡，内外层纤维中的聚己内酯发生一定的熔融，使得内外层纤维结构交叉接触界面处发生粘接，增强了内外层的结构稳定性，不发生内外层脱落的情况，并提高纤维的结晶度，增强复合材料的力学性能，由于内外层分别有蚕丝蛋白和重组人源胶原蛋白，改善了由于结晶度上升导致的可降解度下降的问题。进一步，上述提取蚕丝蛋白具体是采用碳酸氢钠乙醇溶液升温至60～70℃，加入蚕茧，保温并持续搅拌30～50min，然后过滤，清水洗涤后烘干得丝素蛋白纤维，置于质量浓度为40～55％的氯化钙水溶液完全溶解，然后过滤、透析，透析完成后浓缩至浓度为6～9g/mL、离心、过滤得到纯化的蚕丝蛋白液，冷冻干燥得蚕丝蛋白粉末。本专利技术在提取蚕丝蛋白过程中，采用碳酸氢钠乙醇溶液升温至60～70℃，在去除丝胶的同时，使得制备的蚕丝蛋白中β折叠结构更紧密，以及纺丝液的配制采用丙酮和乙酸的混合有机溶剂，促进β折叠结构的含量，使得结构稳定性提高，利于静电纺丝时其脆性的降低，以及后期在氨水及温水浸泡时不发生性能变化。进一步，上述碳酸氢钠乙醇溶液质量浓度为0.3～1.5％，蚕茧和碳酸氢钠乙醇溶液的质量比为1～1.5:10。进一步，上述氨水浓度为0.05mol/L，浸泡时间为20min，去除复合材料中残留的丙酮和三氟乙醇。进一步，上述纯化水中加热浸泡具体是在50～60℃下浸泡2～3h。进一步，上述内层纺丝液中蚕丝蛋白粉末、聚乳酸、聚己内酯和丙酮乙酸混合液的质量比为1～10:1～5:0.1～2:40～73。进一步，上述外层纺丝液中壳聚糖、聚己内酯、重组人源胶原蛋白和三氟乙酸溶液的质量比为1～8:8～12:15～22:80～120。进一步，上述静电纺丝内层纺丝液的挤出速度为2～10mL/h，外层纺丝液的挤出速度为7～18mL/h，接收距离均为15～20cm。进一步，静电纺丝的正向电压为18～25KV，负向电压为4～6KV，旋转速度为120～150rpm，温度为37～45℃，湿度为20～35％。进一步，上述洗涤具体是依次采用质量分数为75％、50％、15％的乙醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用血管支架材料，其特征在于：所述高分子医用支架材料是以蚕丝蛋白、聚乳酸、聚己内酯、壳聚糖和重组人源胶原蛋白为原料，通过静电纺丝，氨水和温水的依次浸泡制得的双层复合材料，材料的纤维直径分布在130~160nm之间，均值约为144nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种医用血管支架材料，其特征在于：所述高分子医用支架材料是以蚕丝蛋白、聚乳酸、聚己内酯、壳聚糖和重组人源胶原蛋白为原料，通过静电纺丝，氨水和温水的依次浸泡制得的双层复合材料，材料的纤维直径分布在130~160nm之间，均值约为144nm。


2.一种权利要求1所述医用血管支架材料的制备方法，其特征在于：具体是将蚕丝蛋白粉末、聚乳酸、聚己内酯依次加入由丙酮和乙酸按照质量比为4~6.5:3~4.8组成的混合液中在30~50℃下以400~500rpm速率搅拌30~40min制备成内层纺丝液，将壳聚糖、聚己内酯和重组人源胶原蛋白溶解在40~50℃的质量浓度为0.5~2%的三氟乙酸溶液中制备成外层纺丝液，通过同轴静电纺丝，制备出双层复合材料，采用氨水常温浸泡后再采用置于纯化水中加热浸泡，最后洗涤，冷冻干燥。


3.如权利要求2所述医用血管支架材料的制备方法，其特征在于：所述蚕丝蛋白具体是采用碳酸氢钠乙醇溶液升温至60~70℃，加入蚕茧，保温并持续搅拌30~50min，然后过滤，清水洗涤后烘干得丝素蛋白纤维，置于质量浓度为40~55%的氯化钙水溶液完全溶解，然后过滤、透析，透析完成后浓缩至浓度为6~9g/mL、离心、过滤得到纯化的蚕丝蛋白液，冷冻干燥得蚕丝蛋白粉末。


4.如权利要求3所述医用血管支架材料的制备方法，其特征在于：所述碳酸氢钠乙醇溶液质量浓度为0.3~1.5%，蚕茧和碳酸氢钠乙醇溶液的质量比为1~1.5:10。


5.如权利要求2-4任一项所述医用血管支架材料的制备方法，其特征在于：所述内层纺丝液中蚕丝蛋白粉末、聚乳酸、聚己内酯和丙酮乙酸混合液的质量比为1~10:1~5:0.1~2:40~73。


6.如权利要求2-5任一项所述医用血管支架材料的制备方法，其特征在于：所述外层纺丝液中壳聚糖、聚己内酯、重组人源胶原蛋白和三氟乙酸溶液的质量比为1~8:8~12:15~22:80~120。


7.如权利要求6所述医用血管支架材料的制备方法，其特征在于：所述静电纺丝内层纺丝液的挤出速度为2~10mL/h，外层纺丝液的挤出速度为7~18mL/h，接收距离均为15~20cm。


8.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：李晓菊，
类型：发明
国别省市：甘肃;62