通过选择性等离子蚀刻制造具有改善的血液相容性的ePTFE人造血管移植物的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造人造血管的方法，以及由此制造的具有改善的血液相容性的人造血管，该方法包括生物活性金属作为靶材进行等离子体蚀刻，将生物活性金属无界面植入膨体聚四氟乙烯(ePTFE)表面的步骤。四氟乙烯(ePTFE)表面的步骤。四氟乙烯(ePTFE)表面的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过选择性等离子蚀刻制造具有改善的血液相容性的ePTFE人造血管移植物的方法


[0001]本专利技术涉及一种制造人造血管移植物的方法，包括通过使用生物活性金属(bioactive metal)靶材进行等离子体蚀刻，将生物活性金属无界面植入膨体聚四氟乙烯(expanded polytetrafluoroethylene:ePTFE)表面，以及通过该方法制造的具有改善的血液相容性的人造血管移植物。

技术介绍

[0002]当胆固醇或脂肪堆积在体内血管如动脉或静脉内壁上且血管局部阻塞、变硬时，阻碍血液的顺畅循环，引起各种血管疾病(vascular disease)，如心绞痛、心肌梗塞和冠状动脉疾病。最近，此类血管疾病的发生率急剧增加，尤其是发达国家由于饮食不平衡和久坐不动的生活方式导致糖尿病或肥胖症的增加。据报道，这种血管疾病往往是致命的，因为一旦血管被阻塞，血流受到干扰，死亡率就很高。虽然血管疾病的非手术治疗方法确实存在，例如通过服用抗心绞痛药物来抑制额外狭窄的方法，但这些药物治疗并没有从根本上解决狭窄部位的问题，并且尽管继续服用此类药物，心绞痛引起的疼痛仍然存在。因此，手术治疗方法正在作为治疗血管疾病的方法出现，例如血管移植和血管搭桥术，其中进行手术切除硬化的血管并在切除部位连接人造血管移植物。
[0003]在这种通过外科手术的治疗方法中，最初是采集捐献者的动脉或静脉进行移植，但由于发生排斥或硬化，成功率低。相比之下，自体移植(autograft)(收集患者自身健康的血管以替代受损部分)移植后免疫反应低，成功率最高，但这种方法的缺点在于每次能保证的血管数量有限，而且需要进一步手术收集血管，增加了患者的负担。因此，为了解决这个问题，最近通过使用由合成聚合物制成的人造血管移植物(artificial vascular graft)来进行手术以替换现有的受损血管。可以选择应用于这种人造血管移植物的合成聚合物首先必须对人体无害，并且还应该是表现出高生物相容性的材料。此外，它们在移植到体内时一定不能被免疫系统排斥，并且需要能够在体内长期维持。此外，为了防止潜在的移植后血管狭窄和硬化，此类合成聚合物不应引起蛋白质或脂质的沉淀，也不应引起凝血和炎症反应。
[0004]考虑到上述要求进行选择，目前商业化并用作人造血管移植物材料的材料是含氟聚合物膨体聚四氟乙烯(expanded polytetrafluoroethylene:ePTFE)。这是一种通过在现有的聚四氟乙烯制造工艺中添加膨胀步骤而改性为具有微米级微孔结构的材料。作为一种含氟聚合物，ePTFE因为其高表面疏水性，在体内非常稳定，并且由于它与其他物质没有反应性，可以抑制血栓粘附到血管内壁。同时，ePTFE的微孔结构在血管内外壁之间提供通道，促进对血液中营养物质的吸收，因此ePTFE被认为是一种适用于人造血管移植物的材料。此外，在实际的临床结果中，大直径的人造血管移植物(直径为6mm或更大)的移植成功率很高，因此这也被作为一种相对稳定的手术方法加以应用。
[0005]然而，在直径为6mm以下的小直径人造血管的情况下，由于移植仅由ePTFE材料组
成的人造血管时血流量低，狭窄的发生率仍然很高。因此，正在研究通过改性ePTFE人造血管移植物的内壁来进一步提高血液相容性。作为具体例子，韩国专利第10
‑
1483846号公开了一种通过用微等离子体处理聚合物管的内壁并使内表面具有反应性来增强血液相容性的方法，而美国专利第6,306,165号公开了一种通过用肝素(一种代表性的抗血栓形成蛋白)涂覆ePTFE人造血管移植物的内壁来抑制凝血的方法。
[0006]然而，即使可以提高生物相容性，使用等离子体进行表面改性的传统方法也存在局限性，因为等离子体处理后产生的自由基的高反应性可能会降低表面稳定性，并且需要进行老化(aging)处理以保持表面稳定性。同时，用天然高分子或药物如抗凝剂包覆的方法存在着缺点，如难以长期维持药效，由于表面的疏水性使得与这些药物的结合力较弱，导致这些药物随着血液的流动在短时间内释放出来。以抗凝血剂肝素为例，其过度释放导致血小板减少，有发生肝素诱导的血小板减少症(heparin
‑
induced thrombocytopenia:HIT)的风险，根据患者的年龄或健康状况，可能会导致严重的继发性疾病。

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]本专利技术人进行深入的研究，发现一种表面改性方法，来提高表面的血液相容性，从而在使用直径为6mm或更小的人造血管移植物时也不会引起狭窄。同样地，基于ePTFE的人造血管移植物的制造中，结果证实可以提供在其上血管内皮细胞的粘附和/或增殖显著增加的表面，并且通过选择性等离子蚀刻将生物活性金属无界面植入ePTFE表面使活化血小板的粘附和/或增殖受到抑制，从而完成本专利技术。
[0009]技术方案
[0010]本专利技术的一个目的是提供一种制造具有金属化表面的人造血管移植物的方法，该人造血管移植物包含膨体聚四氟乙烯(ePTFE)样品和无界面植入ePTFE样品表面的生物活性金属(bioactive metal)，该方法包括在惰性气体的存在下对生物活性金属靶材施加负电压，同时对其上放置有ePTFE样品的固定板施加用于偏置的负电压，从而通过生物活性金属靶材和ePTFE样品之间形成的电位差加速生物活性金属阳离子，作为通过在预定反应条件下使用生物活性金属靶材进行等离子体蚀刻，将生物活性金属无界面植入ePTFE表面的步骤。
[0011]本专利技术的另一目的在于提供一种具有金属化表面的人造血管移植物，其包括ePTFE基材；以及无界面植入ePTFE基材表面的生物活性金属。
[0012]有益效果
[0013]本专利技术的具有金属化表面的人造血管移植物，包含通过选择性等离子体蚀刻无界面植入ePTFE样品表面的生物活性金属，当用作具有6mm或更小的小直径的人造血管移植物时表现出改善的血液相容性，由于人造血管移植物提供在其上血管内皮细胞的粘附和/或增殖显著增加并且抑制活化血小板的粘附和/或增殖的表面，不会引起狭窄。
附图说明
[0014]图1示出：在通过选择性等离子体蚀刻处理之前和之后的ePTFE表面的扫描电子显微镜(scanning electron microscope；SEM)图片。
[0015]图2示出：在通过选择性等离子体蚀刻处理之前和之后，通过X射线光电子能谱(X
‑
ray photoelectron spectroscopy；XPS)对ePTFE表面上原子的化学键态进行分析的结果。
[0016]图3示出：在通过选择性等离子体蚀刻处理之前和之后的ePTFE表面上的水接触角(contact angle)。
[0017]图4示出：粘附血管内皮细胞在通过选择性等离子体蚀刻处理之前和之后的ePTFE表面上培养1天和7天，在共聚焦显微镜(confocal microscope)下观察到的粘附血管内皮细胞。
[0018本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造具有金属化表面的人造血管移植物的方法，所述人造血管移植物包含膨体聚四氟乙烯(expanded polytetrafluoroethylene:ePTFE)样品和无界面植入膨体聚四氟乙烯样品表面的生物活性金属(bioactive metal)，所述方法包括在惰性气体的存在下对生物活性金属靶材施加负电压，同时对其上放置有膨体聚四氟乙烯样品的固定板施加用于偏置的负电压，从而通过所述生物活性金属靶材和所述膨体聚四氟乙烯样品之间形成的电位差加速生物活性金属阳离子，作为通过在预定反应条件下，使用生物活性金属靶材进行等离子体蚀刻，将生物活性金属无界面植入膨体聚四氟乙烯表面的步骤。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述生物活性金属是钽、铌、钨、铼、锇、铱、铪、铂或金。3.根据权利要求1所述的制造方法，其中施加到所述生物活性金属靶材的电压是等于或超过开始从所述生物活性金属靶材中发射金属阳离子的阈值电压的负电压。4.根据权利要求3所述的制造方法，其中施加到所述生物活性金属靶材的电压是10V至500V范围内的负电压。5.根据权利要求1所述的制造方法，其中施加到其上放置有膨体聚四氟乙烯样品的固定板的电压是高于施加到所述生物活性金属靶材的负电压的负电压。6.根据权利要求5所述的制造方法，其中施加到其上放置有膨体聚四氟乙烯样品的固定板的电压是500V至2000V范围内的负电压。7.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金铉二，朴天一，郑性旻，
申请(专利权)人：基诺斯有限公司，
类型：发明
国别省市：