一种促进人造血管组织再生的可降解支架及其制备方法

 佚名文
发布时间:2025-05-24 12:05


本发明涉及医疗器械,具体涉及一种促进人造血管组织再生的可降解支架及其制备方法。


背景技术:

1、心血管疾病(cdv)已经成为了全球死亡率最高的疾病之一,预计到2025年,全球患心血管疾病的人数将到达400万人。人工血管可以代替和重塑破损的天然血管,用于血管置换、血管搭桥和血管造瘘等。目前临床应用的大口径(内径>6mm)人工血管支架有涤纶(pet)和聚四氟乙烯(eptfe)人工血管,主要用于治疗主动脉瘤修复和主动脉缩窄,但由于聚合物材料的生物相容性较差,容易激活凝血反应形成血栓,从而造成血管堵塞,硬质的聚合物材料也与天然血管的机械能并不匹配,导致缝合口处血液混乱,进一步增加血管堵塞风险。由于血栓形成,这两种支架在植入前期和中期均表现出较差的通畅率,不适合用来制备小口径的人工血管支架。自体移植血管柔软且具有良好的生物相容性,但由于来源受限并未被广泛推广。为了得到一种生物相容性良好的人工血管支架,满足小口径人工血管需求,越来越多研究者把目光投向了可降解材料。

2、可降解材料包括可降解天然材料、可降解合成材料,因其拥有优异的生物相容性而被广泛制作心脏瓣膜、器官、肌健等可植入支架。可降解血管支架通常通过静电纺丝、相分离等方法成型,以得到均匀的中空管状结构,但是致密的管壁结构内皮化效果并不理想,这是因为细胞难以向支架内部生长,同时光滑的内壁也十分不利于细胞黏附,尽管静电纺丝能制得致密的纤维网,但微米级的孔隙也不允许细胞浸润。这种单一结构的支架延迟了组织再生的速度,并有可能引发一系列炎症反应,增加支架堵塞风险。因此,设计一种促进人造血管组织再生的可降解支架是有必要的。


技术实现思路

1、本发明提供了一种促进人造血管组织再生的可降解支架及其制备方法,可降解支架为三层管状支架结构,内外层管壁中存在大量微孔,微孔间相互连接形成串珠结构,该串珠结构从管腔内一直延伸到外表面并成为细胞向内迁移的微通道,细胞可以在管壁内分泌细胞外基质,从而达到促进新生组织再生的目的;同时可降解支架的中间层为具有一定孔隙的纳米纤维层,作用是阻隔但不阻断,首先是可以将内外两层的微孔通道分离开,可以实现不同的细胞分别在内层和外层生长,弥补了单细胞生长增殖慢的缺陷,加快血管重塑,其次,纳米纤维层上的孔隙不允许细胞通过,但允许营养物质以及细胞分泌的生长因子通过,例如no以及各种酶等等,从而促进两边细胞的信息交换,调节细胞行为,进一步加快血管重塑。

2、为了解决上述技术问题,本发明的技术方案为:

3、一种促进人造血管组织再生的可降解支架,所述可降解支架为由可降解聚合物构建而成的三层管状支架,中间层为纳米纤维层,内层和外层的管壁中存在大量微孔,且微孔相互串联连通并从内向外延伸形成串珠结构。

4、所述三层管状支架中每层的可降解聚合物分别为聚己内酯(pcl)、聚乳酸(pla)、聚乙交酯(pga)、聚乳酸-羟基乙酸(pgla)和聚乙交酯丙交酯(plga)中的一种或多种,可降解聚合物的分子量为5000-20000mw。

5、所述三层管状支架中内层壁厚为0.2-0.4mm,中间层壁厚为0.1-0.2mm,外层壁厚为0.2-0.4mm。

6、所述可降解支架的长度为6-20cm,可降解支架的内径为0.1-3.0cm。

7、所述三层管状支架中外层和内层的串珠结构处的微孔最大直径为400-600μm,微孔最小直径为300-400μm,微孔之间的串联连通处直径为100-300μm,微孔的孔隙率为30-60%,纳米纤维层的孔隙直径为10-20μm,纳米纤维层的孔隙率为10-15%。

8、所述纳米纤维层通过静电纺丝工艺制得,静电纺丝工艺的技术参数包括:挤出速度为2.5.0~3.0ml/h,电压为+12~20kv,针头与支架的距离为15~20cm,转速为700~1000rpm,纺丝温度为室温。

9、所述微孔的形状为圆形、椭圆形、四方形和三角形中的一种或多种组合。

10、本发明还提供了一种促进人造血管组织再生的可降解支架的制备方法,包括以下步骤:s1、准备模具一套;所述模具包括圆管、圆棒、下端盖、上转换接头和下转换接头,下端盖可拆卸连接于圆管的下端,下端盖靠近圆管一面的中心处设置有圆孔凹槽,圆孔凹槽的直径与圆棒的外径相匹配,圆棒插入圆管内并连接于下端盖的圆孔凹槽内;所述上转换接头和下转换接头的一端均可拆卸连接于圆管的上、下端,上转换接头和下转换接头的另一端分别可拆卸连接有注射器和真空泵;

11、s2、将模具的下端盖连接于圆管的下端,圆棒插入圆管内并连接于下端盖的圆孔凹槽内,再将直径10-20μm的明胶微球填充在圆棒和圆管之间的缝隙内,再将圆管放置于湿度60-70%、温度24-26℃的环境中6-12h,再放入湿度40-60%、温度26-28℃的环境中干燥6-12h,使明胶微球之间互相粘接;

12、s3、通过有机溶剂配置质量分数为5-10%的可降解聚合物溶液,将可降解聚合物溶液倒入注射器内;将上转换接头和下转换接头分别连接于圆管的上下端,上转换接头和下转换接头再分别与注射器和真空泵连通,打开真空泵抽气,在负压下将可降解聚合物溶液引入明胶微球的间隙内;

13、s4、在圆管下端连接下端盖,将圆管放置于湿度60-70%、温度24-26℃的环境中固化24-48h,再将圆管放入蒸馏水中浸泡1-3天,去除明胶微球和残余的有机溶剂,得到单层的带有串珠结构微孔的管状支架;

14、s5、将s4中得到的单层的带有串珠结构微孔的管状支架从圆棒和圆管中取出,通过有机溶剂配置质量分数为20%的可降解聚合物溶液,在其表面静电纺丝一层纳米纤维层,得到双层管状支架;

15、s6、将s5中包裹有双层管状支架的重新插回圆棒和圆管内,再重复s2-s4的过程,得到三层管状支架。

16、所述有机溶剂为六氟异丙醇、二氧六环、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃中的一种或多种。

17、所述明胶微球为质量分数为2-4%的明胶水溶液通过微流控技术制备得到。

18、与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)本发明提供的促进人造血管组织再生的可降解支架为三层管状支架结构,内外层管壁中存在大量微孔,微孔间相互连接形成串珠结构,该串珠结构从管腔内一直延伸到外表面并成为细胞向内迁移的微通道,细胞可以在管壁内分泌细胞外基质,从而达到促进新生组织再生的目的。

19、(2)本发明中可降解支架的中间层为具有一定孔隙的纳米纤维层,可将内外两层的微孔通道分离开,可以实现不同的细胞分别在内层和外层生长,弥补了单细胞生长增殖慢的缺陷,进一步加快血管重塑,其次纳米纤维层上的孔隙允许细胞间进行信息交换,进一步调节细胞行为,加快血管重塑。

20、(3)本发明中通过相粘连的明胶微球在可降解聚合物中形成串珠结构的通道,明胶在30℃即可溶解,方便造孔;而且明胶生物相容性好、无毒性、可降解,即使在制备支架时,明胶不能完全去除,支架植入后明胶也会随时间降解掉。

21、(4)本发明通过特制的模具制备可降解支架,制备方法简单,且模具结构简单,制造成本低。

首页
评论
分享
Top