一种体内快速再细胞化组织工程血管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种体内快速再细胞化组织工程血管及其制备方法，包括：将聚乙醇酸和聚乙二醇溶解于有机溶剂中制备成纺丝液，按照一定比例静电纺丝制备得到特殊管壁结构的管状聚合物复合支架，管壁支架外侧纤维含有更高比例聚乙二醇；将种子细胞种植于所述特殊管壁结构的管状聚合物支架，在一定培养条件下模拟机体动脉搏动流条件灌流培养3周~3月；将所得到的工程血管利用脱细胞方法脱去管壁细胞成分，获得由仿生结构的细胞外基质构成的组织工程血管。本发明专利技术的组织工程血管有特殊仿生细胞外基质的三维结构，能实现植入体内快速再细胞化，在体内原位重构新生血管，提升血管性能，满足临床“即需即用”要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
一种体内快速再细胞化组织工程血管及其制备方法


[0001]本专利技术属于医疗器械
，更具体地，涉及一种体内快速再细胞化组织工程血管及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展和人类生活水平的提高，心血管疾病已经成为危害人类健康的第一死亡原因，其中小口径人工血管（内径小于6mm）的临床需求日益增加。目前，我国每年周围动脉疾病手术约87万例，美国每年周围动脉疾病手术则超过10万例；我国每年血管外伤手术15万例，美国每年血管外伤手术7.3万例；我国每年冠脉搭桥手术超过5万例，未来十年将达到每年15万例，美国每年冠脉搭桥手术50万例，每位患者平均需要桥血管约2.5根，由于自体静脉移植物需手术获取，常易导致患者手术时间延长、移植物切口感染、ICU时间延长，许多患者大隐静脉不能满足临床要求。全球每年约有超过350万例患者进行血液透析，每位患者需要安全且可重复使用的动静脉（AV）通道作为透析通路。中国血液透析病例信息登记系统(CNRDS)显示血液透析率逐年增加(13~14%/年)，我国现有慢性肾功能不全患者超过1.2亿，2020年注册慢性透析患者超过80万例，预计2030年将超过230万例，其中使用动静脉造瘘患者占87%，中心静脉置管占10%，人工血管通路约占1%；美国的慢性血透患者每年约60万例，其中使用动静脉造瘘的患者占65%，中心静脉置管占15%，人工血管通路占20%，且人工血管通路使用有增加趋势。行动静脉造瘘术的患者需等待3~6月后动静脉瘘才能作为透析通路使用，但其中约三分之一到一半患者动静脉瘘在等待3/>‑
6月后无法使用，且该通路易感染、易血栓形成或形成动脉瘤而衰败临床无法使用；中心静脉置管只能作为临时透析通路使用，病人年感染率达200%；传统膨体聚四氟乙烯（ePTFE）人工血管易感染，2年再次通畅率约50%，5年通畅率极低。
[0003]现有商业化小口径人工血管（如特氟龙、聚氨酯、同种异体或异种异体来源脱细胞血管）通畅率低、易形成血栓、感染而影响临床效果，主要原因是管壁无法有效再细胞化包括内皮化和管壁血管平滑肌细胞再细胞化，因此临床急需研发性能优异、可临床转化的小口径人工血管。
[0004]传统组织工程技术构建小口径组织工程血管移植物(tissue engineering vascular graft, TEVG)需数月，制备费用高昂，人体内使用的安全性尚不确定，还需特殊方法贮存、运送直至手术，故该技术不适合临床推广应用。原位组织工程技术是将组织工程血管直接植入体内，招募内源性细胞原位再生血管，从而避免传统组织工程技术中体外细胞分离、培养、细胞
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支架复合等一系列复杂过程，且满足临床“即需即用”，临床推广将具有极大优势。但目前原位组织工程研发存在明显不足，如血管内皮化不足导致血栓形成，管壁血管平滑肌细胞再细胞化不充分导致感染或动脉瘤形成等，远期通畅率不高，严重制约临床转化。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的人造血管管壁无法再细胞化或再细胞化缓慢、通畅率低、易感染、衰败率高等缺陷，本专利技术提供了一种体内快速再细胞化组织工程血管及其制备方法，其利用生物材料改性技术并结合组织工程仿生技术，显著增强种子细胞在可降解支架材料上粘附、生长和增殖，培养过程中可降解聚合物复合支架完全降解，缩短培养周期，并通过脱细胞技术，获得脱细胞基质组织工程血管，具有特殊仿生细胞外基质3D结构，该仿生细胞外基质结构允许血管植入体内实现体内快速再细胞化，在体内原位重构新生血管，提升血管性能，满足临床“即需即用”要求，推动临床转化。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种体内快速再细胞化组织工程血管的制备方法，包括:S1:将聚乙醇酸和聚乙二醇分别溶解于有机溶剂中制备成纺丝液，将两种纺丝液按照一定比例静电纺丝制备得到特殊管壁结构的管状聚合物复合支架，所述管状聚合物复合支架内侧管壁的聚乙醇酸纺丝液和聚乙二醇纺丝液的质量比高于外侧管壁聚乙醇酸纺丝液和聚乙二醇纺丝液的质量比；S2：将种子细胞种植于所述特殊管壁结构的管状聚合物复合支架，在一定培养条件下模拟机体动脉搏动流灌流培养3周
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3月，获得由种子细胞和细胞外基质构成的工程血管；S3：将所述工程血管利用脱细胞方法脱去管壁细胞成分，获得由细胞外基质构成的组织工程血管。
[0007]优选的，所述步骤S1中管状聚合物复合支架内侧管壁的聚乙醇酸纺丝液和聚乙二醇纺丝液的质量比为15:1
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50:1，外侧管壁的聚乙醇酸和聚乙二醇纺丝液的质量比为5:1
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15:1。
[0008]优选的，所述管状聚合物支架内径为1~35mm，管壁厚度0.01~3.5mm，长度0.5~120cm，支架管壁孔隙率85~99.9%。
[0009]优选的，所述步骤S2中模拟机体动脉搏动流培养条件为：先静态体外培养1
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10天，再在10
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90mmHg压力的动脉搏动流下培养6
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8天，然后将动脉搏动流提高到90
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10mmHg继续培养，在培养过程的最后一周，将动脉搏动流压力提高到110
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160mmHg培养。
[0010]优选的，所述步骤S3中脱细胞的步骤为：将所述培养管状组织放入配置好的脱细胞试剂中，室温下处理1～3h，然后每1～3h更换一次所述脱细胞试剂，共更换3～6次，最后获得脱细胞组织工程血管；所述脱细胞试剂由3
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[(3－胆酰胺丙基)
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二乙胺]‑
丙磺酸、乙二胺四乙酸二钠（EDTA
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2Na）、NaCl和NaOH和无菌去离子水制备而成。
[0011]优选的，所述管状聚合物复合支架长均匀接种0.1
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3.0x106个细胞/厘米。
[0012]优选的，所述种子细胞包括但不限于：成体人或哺乳动物的血管平滑肌细胞、成纤维细胞、脐静脉/脐动脉血管平滑肌细胞、间充质干细胞和诱导多功能干细胞分化而来的血管平滑肌细胞、成纤维细胞。
[0013]优选的，所述种子细胞使用单一供体或细胞库来源，采用原代
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10代细胞，优选原代
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4代细胞。
[0014]按照本专利技术另一个方面，还提供了一种体内快速再细胞化的组织工程血管，所述人造血管由如下步骤制备而成：S1:将聚乙醇酸和聚乙二醇分别溶解于有机溶剂中制备成纺丝液，将两种纺丝液按照一定比例静电纺丝制备得到特殊管壁结构的管状聚合物复合支架，所述管状聚合物复合支架内侧管壁的聚乙醇酸纺丝液和聚乙二醇纺丝液的质量比高于外侧管壁聚乙醇酸纺丝液和聚乙二醇纺丝液的质量比；S2：将种子细胞种植于所述管状聚合物复合支架，在一定培养条件下模拟机体动脉搏动流条件灌流培养3周~3月，获得由种子细胞和细胞外基质构成的工程血管；S3：将所述工程血管利用脱细胞方法脱去管壁细胞成分，获得由细胞外基质构成的组织工程血管。
[0015]优选的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体内快速再细胞化组织工程血管的制备方法，其特征在于，包括:S1:将聚乙醇酸和聚乙二醇分别溶解于有机溶剂中制备成纺丝液，将两种纺丝液按照一定比例静电纺丝制备得到管状聚合物复合支架，所述管状聚合物复合支架内侧管壁的聚乙醇酸纺丝液和聚乙二醇纺丝液的质量比高于外侧管壁的聚乙醇酸纺丝液和聚乙二醇纺丝液的质量比；S2：将种子细胞种植于所述管状聚合物复合支架，在一定培养条件下模拟机体动脉搏动流条件培养3周~3月，获得由种子细胞和细胞外基质构成的工程血管；S3：将所述工程血管利用脱细胞方法脱去管壁细胞成分，获得由细胞外基质构成的组织工程血管。2.如权利要求1所述的体内快速再细胞化组织工程血管的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中管状聚合物复合支架内侧管壁的聚乙醇酸纺丝液和聚乙二醇纺丝液的质量比为15:1
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50:1，外侧管壁的聚乙醇酸和聚乙二醇纺丝液的质量比为5:1
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15:1。3.如权利要求1所述的体内快速再细胞化组织工程血管的制备方法，其特征在于，所述管状聚合物支架内径为1~35mm，管壁厚度0.01~3.5mm，长度0.5~120cm，支架管壁孔隙率85~99.9%。4.如权利要求1所述的体内快速再细胞化组织工程血管的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中模拟机体动脉搏动流培养条件为：先静态体外培养1
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10天，再在10
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90mmHg压力的动脉搏动流下培养6
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8天，然后将动脉搏动流提高到90
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110mmHg继续培养，在培养过程的最后一周将动脉搏动流压力提高到110
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160mmHg培养。5.如权利要求1所述的体内快速再细胞化组织工程血管的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中脱细胞的步骤为：将所述工程血管放入配置好的脱细胞试剂中，室温下处理1～3h，然后每1～3h更换一次所述脱细胞试剂，共更换3～6次，最后获得由细胞外基质构成的组织工...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭莹，
申请(专利权)人：海迈医疗科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：