一种纳米结构低免疫原性生物型人工血管及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种纳米结构低免疫原性生物型人工血管及其制备方法。与现有技术相比，本发明专利技术采用对血管壁细胞外基质影响较小的方法进行脱细胞处理，在尽可能保留血管细胞外基质与管壁结构的情况下脱除细胞，不影响血管力学性能与顺应性，然后利用酶处理去除脱细胞处理后残留的细胞核及抗原成分，显著降低免疫原性，最后利用交联剂处理，提高脱细胞血管力学性能，同时封闭异种蛋白抗原位点、进一步降低免疫原性、增加血管植入体内后的耐久性，降低管腔血栓形成与血管钙化和衰败的发生，使制备出的人工血管在完全去除细胞的同时减少对血管壁细胞外基质破坏与力学性能的影响，同时有利于植入体内后内皮细胞黏附与生长，提高长期通畅率。通畅率。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米结构低免疫原性生物型人工血管及其制备方法


[0001]本专利技术属于医疗器械
，尤其涉及一种纳米结构低免疫原性生物型人工血管及其制备方法。

技术介绍

[0002]如今，随着社会的发展，世界卫生组织统计心血管病的患病率也越来越高，已然成为危害人类健康的杀手之一，成为人类第一死亡原因。据统计，我国目前冠心病患者超1100万人，需要进行血运重建的患者超过500万人，2022年全国冠脉搭桥手术量接近10万台，比10年前增长10倍；我国2019年外周动脉粥样硬化患者约4530万例，约8％患者需进行血运重建，而包括介入手术在内目前手术渗透率仅为0.3％，市场空间巨大；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1.3亿，需要进行血液透析患者超过300万人，注册透析患者2011年约20万，2019年63万，2020年69万，2021年75万，预计2027年约127万、2030年将超过160万例，其中使用常规手术动静脉造瘘患者超过80％，中心静脉置管12％，人工血管通路约7.2％(数据来源于2022年11月第六届肾脏病、肾脏介入与血液净化器械鹏城高峰论坛公布的CNRDS数据)；美国长期慢性血透患者每年约65万例，其中使用常规手术动静脉造瘘患者比例约65％，中心静脉置管约15％，人工血管通路约20％。常规动静脉造瘘术后患者必须等待3～6个月动静脉瘘成熟后才能作为透析通路使用，且国内患者约有1/3
‑
1/2患者造瘘术后等待3～6月后无法成熟而不能进行透析，只有改用小口径人工血管，此外该通路易形成动脉瘤而衰败；中心静脉置管只能作为临时透析通路使用，且病人年感染率达200％，并发症多、死亡率高；传统膨体聚四氟乙烯(ePTFE)人工血管易感染和管腔内血栓形成，1年通畅率约10
‑
30％，使用寿命约2年，严重限制临床效果。因此，开发适用于冠心病、下肢动脉替换、终末期肾病患者血液透析血管通路的小口径血管具有重要临床意义。
[0003]血管修复和替换是治疗血管类疾病最有效的方案之一。目前血管来源一般有自体血管、高分子材料人工血管和异体血管，组织工程血管在研发阶段。自体乳内动脉或桡动脉具有极佳中远期通畅率，冠脉搭桥10年通畅率约90％以上；自体大隐静脉5年通畅率约60
‑
70％，10年通畅率约40
‑
50％，而且除了冠脉搭桥口径可以匹配，其他临床适应证内径不匹配而不能使用。另外，自体血管其来源有限，10
‑
30％的患者因大隐静脉曲张或肥胖、糖尿病等因素无法获取大隐静脉，而且获取自体大隐静脉本身会造成二次创伤，有切口感染、下肢水肿、延长手术及麻醉时间等并发症，影响患者术后康复。高分子材料人工血管虽易大规模商业化生产，口径与长度容易控制，但高分子材料血管产品其远期通畅率低、易感染和衰败，使用寿命短，严重影响临床效果。
[0004]异体血管分为同种异体血管和异种异体血管。同种异体血管因为伦理和法规原因来源和获取受限。异种异体血管一般是动物来源，直接从哺乳动物取材，并可作为下肢动脉替换、冠脉搭桥、透析等血管移植物。
[0005]除血管外，另一款动物源性医疗器械即生物型瓣膜(BHV)植入人体后不需要终生
抗凝治疗，但BHV植入体内后瓣叶钙化会导致瓣膜结构退化，引起瓣膜狭窄和/或反流，BHV中人体针对异种抗原的有害免疫反应会参与钙化和结构退化的发生，因此体内耐久性有限，影响使用寿命。
[0006]最近，Nature Medcine发表了题目为The role of antibody responses against glycans in bioprosthetic heart valve calcification and deterioration的研究论文，其研究针对BHV植入体内后长达15年1668名患者血流动力学、免疫反应因素与瓣叶衰败的发生机制进行分析。研究结果显示BHV植入体内前六个月引起抗α
‑
Gαl和抗Neu5Gc增加，对照组这两者抗体水平无显著升高(低于植入BHV患者)。α
‑
Gαl存在于大量非灵长类哺乳动物中，人体中存在抗α
‑
Gal抗体，α
‑
Gal抗原与抗α
‑
Gal抗体的结合形成了异种移植免疫屏障。为了保证动物源性医疗器械的使用安全有效，应对动物源性材料进行选择，采用合适的工艺减少或去除α
‑
Gal抗原。
[0007]目前已上市生物瓣及生物型血管等动物源性医疗器械在经化学试剂处理后去除了大部分免疫原性，但仍残留部分细胞抗原。因此动物源性医疗器械需完全去除细胞、通过交联提高力学强度后使用。但现有的脱细胞方法在处理过程中会破坏动物源性血管管壁的细胞外基质成分，且管壁细胞及抗原脱除不彻底，从而在临床使用过程中容易形成钙化和衰败，影响血管体内重构及远期通畅率。
[0008]传统交联剂的使用也是引发钙化的另一个非常重要因素。现有实验表明，1)BHV在植入体内后发生的钙化主要涉及被动机制，异种细胞及细胞残留成分以及细胞膜/相关的磷脂分子与钙离子的反应是钙化启动的主要因素。交联剂虽然利用醛基与瓣膜材料胶原蛋白中的氨基形成Schiff反应，构成碳原子的五元环，稳定胶原蛋白，抵抗组织酶解，增加力学性能，但也使得生物瓣膜组织中的细胞死亡并残留，破坏细胞膜膜上钙离子泵，钙离子与磷酸盐物质的接触机会变大；2)产品中残留交联剂，可与钙离子直接结合；3)无法固定弹性蛋白和糖胺聚糖，降低瓣膜耐久性并促进钙化，金属蛋白酶和组织蛋白酶可促使弹性蛋白降解及促炎肽的生成，诱发钙化沉积；4)交联剂处理后氨基酸残基数量减少，胶原的磷酸键暴露，瓣膜表面负电荷增加，与正电荷的钙离子结合；5)BHV不具有人体瓣膜表面的内皮细胞抗钙化屏障，因血小板及纤维素的黏附及钙磷的深入导致钙化生成。研究证实，除去组织中的弹力蛋白成分可明显减轻植入体内后钙化的发生。
[0009]临床证实血管钙化对慢性肾脏病患者危害大。在慢性肾衰患者中，血管钙化率非常高，且会导致患者预后差。一项中国透析钙化研究4年随访结果显示，血管钙化发生率由第1年77.4％上升至第4年90％。
[0010]因此开发一款适用于血液透析患者的生物型血管，对于提高患者生活质量、减少干预次数、延长患者寿命具有重要的临床价值。
[0011]本专利技术开发了一种纳米结构低免疫原性生物型人工血管及其制备方法，使用了对血管壁细胞外基质影响较小的脱细胞试剂，在尽可能保留血管细胞外基质与管壁结构的情况下脱除细胞，不影响血管力学性能与顺应性，然后利用酶处理去除脱细胞处理后残留的细胞核及抗原成分，并使用新型交联剂增加了脱细胞血管的力学性能，具有优异的生物相容性和极低的血管钙化发生率，并提高远期通畅率。

技术实现思路

[0012]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种纳米结构低免疫原性生物型人工血管及其制备方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米结构低免疫原性生物型人工血管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)将预处理的动物血管进行脱细胞处理，得到脱细胞处理后的血管；S2)将所述脱细胞处理后的血管在酶溶液中进行处理，得到酶处理后的血管；所述酶溶液包含核酸酶和/或生物酶；S3)将所述酶处理后的血管利用交联剂进行交联处理，得到纳米结构低免疫原性生物型人工血管。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述动物血管选自大型动物的动脉或静脉；所述大型动物选自猪、羊、犬、牛或马；所述动物血管选自主动脉、肺动脉、上腔动脉、下腔动脉、颈总动脉、颈内静脉、颈外静脉、股动脉、股静脉、髂动脉、髂静脉、肠系膜上动脉、肠系膜下动脉、直肠动脉、骶正中动脉或下肢动脉；所述步骤S1)中脱细胞处理所用的脱细胞试剂包括去垢剂或去垢剂与螯合剂；所述脱细胞试剂中去垢剂的浓度为0.01～500mmol/L；所述脱细胞试剂中螯合剂的浓度为0.01～500mmol/L；所述脱细胞处理的温度为10℃～38℃；所述脱细胞处理的时间为2～72h；脱细胞处理的过程中每隔1～24h换一次脱细胞试剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，当所述脱细胞试剂包括去垢剂时，所述去垢剂选自非离子型去垢剂、阴离子去垢剂与阳离子去垢剂中的一种或多种与两性离子去垢剂；当所述脱细胞试剂包括去垢剂与螯合剂时，所述去垢剂选自非离子型去垢剂、阴离子去垢剂、阳离子去垢剂与两性离子去垢剂中的一种或多种；所述非离子型去垢剂选自聚乙二醇类、聚乙二醇辛基苯基醚、多元醇类、聚氧乙烯脂肪醇醚与聚氧乙烯烷基苯酚醚中的一种或多种；所述阴离子去垢剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸锂、十二烷基磺酸钠、胆酸钠与脱氧胆酸钠中的一种或多种；所述阳离子去垢剂选自苯扎溴铵和/或十六烷基三甲基溴化铵；所述两性离子去垢剂选自3
‑
[(3
‑
胆酰胺丙基)
‑
二甲基铵]
‑1‑
丙磺酸内盐和/或n
‑
十四烷基
‑
N，N
‑
二甲基
‑3‑
铵
‑1‑
丙烷磺酸盐；所述螯合剂为无机类螯合剂和/或有机类螯合剂；所述无机类螯合剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠与焦磷酸钠中的一种或多种；所述有机类螯合剂选自氨基三乙酸、乙二胺四乙酸、乙二醇双四乙酸、乙二胺二乙酸、环己烷二胺四乙酸、S，S
‑
乙二胺二琥珀酸、二乙基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸及其盐、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、羟乙基乙二胺三乙酸与二羟乙基甘氨酸中的一种或多种；所述脱细胞试剂还包括氯化钠、氢氧化钠与水；所述脱细胞试剂中氯化钠的浓度为0.01～1.0mmol/L；所述脱细胞试剂中氢氧化钠的浓度为0.1～2.0mol/L。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酶溶液中核酸酶的浓度为1～50000KU/L；和/或，所述酶溶液种生物酶的浓度为1～50000KU/L；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱雪峰，郭莹，王博，郑昌懂，孙建玲，
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：