一种三层复合小口径血管支架及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三层复合结构小口径血管支架及其制备方法，属于生物医学领域。血管支架包括自内向外依次紧密排列的三层：内层是由静电纺丝法制备的平行于轴向取向的纤维组成的管状支架，与血液流动方向一致，减少血液流动的阻力，且利于内皮细胞的生长粘附；中间层是由静电纺丝法制备的垂直于轴向取向的纤维组成的管状支架，具有力学支撑作用；外层由静电纺丝法制备的无规纤维组成的管状支架，增强人工血管的力学性能。本发明专利技术可制备不同口径的血管支架，制备出的血管支架具有孔隙率高、弹性好、良好的生物相容性等优点，并能够大量生产。该三层血管支架在医学临床血管移植领域有广阔的应用前景。

Three layer composite small caliber blood vessel bracket and preparation method thereof

The invention discloses a three layer composite structure small caliber vascular stent and a preparation method thereof, belonging to the field of biomedicine. The stent comprises three layers from inside to outside are closely arranged: the inner tubular scaffold is composed of parallel to the axial orientation of fibers by electrospinning, consistent with the direction of blood flow, reduce blood flow resistance, and conducive to the growth of endothelial cell adhesion; the middle layer is composed of tubular scaffolds prepared by electrospinning perpendicular to the axial orientation of fibers, such as mechanical support; no tubular scaffold made of Fiber Gauge outer layer is prepared by electrospinning, enhance the mechanical properties of artificial blood vessels. The invention can prepare vascular scaffolds with different calibers, and the prepared vascular stent has the advantages of high porosity, good elasticity, good biocompatibility, etc., and can be produced in large quantities. The three layer vascular stent has wide application prospect in the field of medical clinical vascular transplantation.

【技术实现步骤摘要】
一种三层复合小口径血管支架及其制备方法
本专利技术属于生物医学
，具体地说，涉及一种人工血管支架，尤其是一种三层复合小口径血管支架及其制备方法。
技术介绍
近年来，心血管疾病的发病率逐渐增加，目前治疗心血管疾病的主要方法是血管移植，自体的静脉和动脉移植无疑是最佳选择，然而，由于患者自身条件的原因，严重限制了传统的移植手术。大口径的合成血管支架如Dacron公司对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和Gore公司生产的膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)已经被成功用于血液高速流动的主动脉上如胸、腹主动脉。然而，目前广泛使用的合成血管支架并不能满足小口径血管支架的需求。主要是由于其抗血栓能力差、新内膜增生造成的再狭窄等导致了移植的失败。人体血管结构包含内膜、中膜和外膜三层。由于现有的纺织型人工血管支架大多为单层结构，存在着渗血的问题。因此，研究者们在尝试通过不同的方法来制备多层结构的血管支架来模拟与人体血管类似的结构。专利CN105457101A公开了一种三层结构小口径血管支架的制备方法。专利CN105031735A公开了一种三层复合结构小口径人工血管及其制备方法。专利CN102764171A公开了一种静电纺丝复合血管支架及其制备方法。Park等制备了双层结构的小口径血管支架。(参考文献1：WonSupChoi,YoonKiJoung,YunkiLee,JinWooBae,KiDongPark,etal.EnhancedPatencyandEndothelializationofSmall-CaliberVascularGraftsFabricatedbyCoimmobilizationofHeparinandCell-AdhesivePeptides.ACSAppl.Mater.Interfaces,2016,8,4336-4346.)目前，制备血管支架的方法有很多，主要有热致相分离、溶剂铸造微粒浸出技术、水凝胶、分子自组装等方法。但这些方法不仅操作复杂，且制备的血管支架结构、形貌、组成均不可控。通过静电纺丝法制备的纤维直径分布从几十纳米到几微米，同时具有孔隙率高、比表面积大、孔径分布较宽等优点，仿生天然细胞外基质的尺寸和结构，有利于细胞的粘附和生长。
技术实现思路
本专利技术针对现有小口径血管支架的不足，采用静电纺丝法，成功的制备了三层复合结构且无细胞毒性的小口径血管支架，有望应用于临床诊断中。本专利技术所提供的三层复合小口径血管支架是由微纳米纤维所构成的，纤维直径为200nm～2μm。纤维的直径可通过调节纺丝液浓度、纺丝电压以及纺丝距离等来控制。本专利技术采用静电纺丝法制备三层复合小口径血管支架，具体步骤包括：第一步，静电纺丝溶液的配置：将水溶性聚合物A在室温下溶于溶剂A中，充分搅拌至完全溶解，即得到聚合物A的电纺液，溶液质量百分比浓度为8％～10％。将聚合物B在室温条件下溶于溶剂B中，充分搅拌至完全溶解，即得到聚合物B的电纺液，溶液质量百分比浓度为10％～13％。第二步，水溶性模板纤维膜的制备：将第一步得到的聚合物A的电纺液装入容量为2mL的注射器中，注射器前端连接内径为0.6～1.2mm的不锈钢针头。注射器针头与高压直流电源的正极相连，不锈钢针管作为收集极，与高压电源负极相连；所述不锈钢针管与旋转电机A的转轴之间形成“┤”字形连接。静电纺丝电压为8～20kV，不锈钢针头与不锈钢针管间的距离为10～25cm，静电纺丝得到聚合物A的基底纤维膜，即水溶性模板纤维膜。所述旋转电机A的转速为500～1000r/min。第三步，三层结构血管支架中平行于轴向取向的内层纤维膜的制备：以第二步制备的聚合物A的基底纤维膜为接收基底，将聚合物B的电纺液装入容量为2mL的注射器中，注射器前端连接内径为0.6～1.2mm的不锈钢针头。注射器针头与高压直流电源的正极相连，不锈钢针管作为收集极，与高压电源负极相连；所述不锈钢针管与旋转电机A的转轴之间形成“┤”字形连接。静电纺丝电压为8～20kV，不锈钢针头与不锈钢针管间的距离调为10～25cm，旋转电机A转速500～1000r/min，静电纺丝得到聚合物B的平行于不锈钢针管轴向取向的内层纤维膜。第四步，三层结构血管支架中垂直于轴向取向的中层纤维膜的制备：以第三步制备的平行轴向取向的内层纤维膜为接收基底，将聚合物B的电纺液装入容量为2mL的注射器中，注射器前端连接内径为0.6～1.2mm的不锈钢针头。注射器针头与高压直流电源的正极相连，不锈钢针管作为收集极，与高压电源负极相连；所述不锈钢针管平行于旋转电机B的转轴，形成“一”字形连接。旋转电机B的转速为500～1000r/min。静电纺丝电压为8～20kV，不锈钢针头与不锈钢针管间的距离调为10～25cm，静电纺丝得到聚合物B的垂直于不锈钢针管轴向取向的中层纤维膜。第五步，三层结构血管支架中无规的外层纤维膜的制备：以第四步制备的垂直于不锈钢针管轴向取向的中层纤维膜为接收基底，将聚合物B的电纺液装入容量为2mL的注射器中，注射器前端连接内径为0.6～1.2mm的不锈钢针头。注射器针头与高压直流电源的正极相连，不锈钢针管作为收集极，与高压电源负极相连；所述不锈钢针管平行于旋转电机B的转轴，形成“一”字形连接。旋转电机B转速100r/min。静电纺丝电压为8～20kV，不锈钢针头与接收基底(不锈钢针管)间的距离调为10～25cm，即可得到聚合物B的无规的外层纤维膜。第六步，聚合物A的基底纤维膜的去除：将第五步中制备结束得到的以聚合物A的水溶性模板纤维膜为基底，聚合物B的三层纤维膜为外层的复合纤维膜放入水中浸泡一段时间，水溶性模板纤维膜溶解，实现脱管，脱管后50℃烘干，得到的纤维管即为目标人造血管支架。所述的聚合物A为聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、右旋糖酐、淀粉等水溶性高分子中的一种。所述的聚合物B为聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙醇酸、聚癸二酸丙三醇酯等高分子中的一种、两种或三种。所述的溶剂A为水或乙醇。所述的溶剂B为丙酮、N-N，二甲基甲酰胺、四氢呋喃、三氯甲烷、甲醇中的一种或两种，当溶剂B为两种溶剂的混合溶剂时，两种溶剂的质量比为(4～1):(1～6)。本专利技术所制备的人工血管支架内径为2～6mm，长度为3～6cm，人工血管支架中纤维直径为200nm～2μm。本专利技术的优点或有益效果在于：(1)与现有的技术效果相比，本专利技术设备简单、操作方便、成本低廉，能够实现大规模的生产，在生物医学领域中具有广泛的应用前景。(2)采用该方法制备的血管支架，孔隙率较大且可控，有利于细胞粘附以及营养物质和新陈代谢废物的扩散。采用材料复合的方法，利于提高人造血管支架的力学性能。(3)本专利技术所制备的人工血管支架具有一定的细胞相容性且具有较高的强度、弹性、孔隙率等，可以大规模生产，有望用于实际的临床诊断中。附图说明图1本专利技术所述旋转电机A和旋转电机B接收纤维的装置示意图。图2本专利技术所述血管支架横截面示意图。图3本专利技术所述的内层取向纤维表面放大10000倍的SEM图。图4本专利技术所述的中层取向纤维表面放大10000倍的SEM图。图5本专利技术所述的外层无规纤维表面放大10000倍的SEM图。图中：1.电机A；2.电机B；3.内层纤维膜；4.中层纤维膜；5.外层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三层复合小口径血管支架的制备方法，其特征在于：具体步骤包括，第一步，静电纺丝溶液的配置：将水溶性聚合物A在室温下溶于溶剂A中，充分搅拌至完全溶解，即得到聚合物A的电纺液，溶液质量百分比浓度为8％～10％；将聚合物B在室温条件下溶于溶剂B中，充分搅拌至完全溶解，即得到聚合物B的电纺液，溶液质量百分比浓度为10％～13％；第二步，水溶性模板纤维膜的制备：将第一步得到的聚合物A的电纺液装入容量为2mL的注射器中，注射器前端连接内径为0.6～1.2mm的不锈钢针头；注射器针头与高压直流电源的正极相连，不锈钢针管作为收集极，与高压电源负极相连；所述不锈钢针管与旋转电机A的转轴之间形成

【技术特征摘要】
1.一种三层复合小口径血管支架的制备方法，其特征在于：具体步骤包括，第一步，静电纺丝溶液的配置：将水溶性聚合物A在室温下溶于溶剂A中，充分搅拌至完全溶解，即得到聚合物A的电纺液，溶液质量百分比浓度为8％～10％；将聚合物B在室温条件下溶于溶剂B中，充分搅拌至完全溶解，即得到聚合物B的电纺液，溶液质量百分比浓度为10％～13％；第二步，水溶性模板纤维膜的制备：将第一步得到的聚合物A的电纺液装入容量为2mL的注射器中，注射器前端连接内径为0.6～1.2mm的不锈钢针头；注射器针头与高压直流电源的正极相连，不锈钢针管作为收集极，与高压电源负极相连；所述不锈钢针管与旋转电机A的转轴之间形成字形连接；静电纺丝电压为8～20kV，不锈钢针头与不锈钢针管间的距离为10～25cm，静电纺丝得到聚合物A的基底纤维膜，即水溶性模板纤维膜；所述旋转电机A的转速为500～1000r/min；第三步，三层结构血管支架中平行于轴向取向的内层纤维膜的制备：以第二步制备的聚合物A的基底纤维膜为接收基底，将聚合物B的电纺液装入容量为2mL的注射器中，注射器前端连接内径为0.6～1.2mm的不锈钢针头；注射器针头与高压直流电源的正极相连，不锈钢针管作为收集极，与高压电源负极相连；所述不锈钢针管与旋转电机A的转轴之间形成字形连接；静电纺丝电压为8～20kV，不锈钢针头与不锈钢针管间的距离调为10～25cm，旋转电机A转速500～1000r/min，静电纺丝得到聚合物B的平行于不锈钢针管轴向取向的内层纤维膜；第四步，三层结构血管支架中垂直于轴向取向的中层纤维膜的制备：以第三步制备的平行轴向取向的内层纤维膜为接收基底，将聚合物B的电纺液装入容量为2mL的注射器中，注射器前端连接内径为0.6～1.2mm的不锈钢针头；注射器针头与高压直流电源的正极相连，不锈钢针管作为收集极，与高压电源负极相连；所述不锈钢针管平行于旋转电机B的转轴，形成“一”字形连接；旋转电机B的转速为500～1000r/min；静电纺丝电压为8～20kV，不锈钢针...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，王女，张丽华，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11