PGS/SF电纺人工血管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种PGS/SF电纺人工血管及其制备方法。本发明专利技术PGS/SF电纺人工血管的制备方法，包括以下步骤：将PGS预聚物与SF溶于有机溶剂，得到纺丝液，将纺丝液进行静电纺丝，采用绕自身轴线旋转的圆柱形的接收装置接收微纳米级纤维，使微纳米级纤维缠绕于接收装置外部形成管状的PGS/SF电纺膜，纺丝完全后干燥并固化管状的PGS/SF电纺膜，得到PGS/SF电纺人工血管。本发明专利技术利用SF提高了PGS的可纺性和成纤维性，成功得到PGS/SF电纺人工血管，该电纺人工血管口径小于6mm，其兼具PGS的优良弹性以及SF优异的生物学和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
PGS/SF电纺人工血管及其制备方法
本专利技术涉及电纺膜，尤其涉及一种PGS/SF电纺人工血管及其制备方法。
技术介绍
血管类疾病是造成人类死亡率较高的主要疾病之一，对于受损部位比较严重的患者，通常采取血管移植物置换或旁路搭桥等外科手术，是一种有效的治疗手段。目前大中口径人工血管(>6mm)已用于临床，如涤纶(Dacron)和膨体聚四氟乙烯(ePTFE)等采用机织或者编织的方法制备的人工血管。小口径人工血管(<6mm)尚处于研究阶段，因其移植后与宿主血管的顺应性不匹配，导致在吻合处形成应力集中区，出现血栓、吻合处内膜增生和动脉瘤等问题，是移植失败的主要原因。血管的顺应性是指其在承受血流的径向脉动压力时，管壁的扩张和收缩的能力。人工血管的顺应性与所用材料的弹性有直接关系，一般来说材料的弹性越好，人工血管的顺应性越优良。因此，要制备顺应性较好的小口径人工血管，选用弹性较好的生物材料是十分必要的。生物弹性体因其模量与人体大部分软组织器官相匹配，可用于诊断、修复或替换机体软组织。聚癸二酸甘油酯(PGS)是一种可生物降解的非线性三维网络状热固性聚酯弹性体，易合成，具有弹性、生物相容性和生物降解能力，是典型的生物弹性体。基于PGS良好的性能，主要应用于软组织替代和软组织工程，比如心肌、血管、神经、软骨、视网膜、鼓膜，另外也有用于药物转运载体、组织粘附材料的研究。静电纺丝操作简单、成本低廉，是一种获得超细纤维的有效途径，能最大程度地模拟体内细胞外基质，促进细胞黏附、生长与增殖，为组织再生提供了更好的环境。静电纺丝法制备PGS存在一定的难度，由于固化交联的PGS不溶解也不熔融，不能用于制备静电纺丝，无法找到合适的溶剂去溶解，因此PGS只能在预聚体阶段进行加工。而PGS预聚物分子量较低，不能通过静电纺丝成型，需找到一种成纤性良好的材料辅助其形成微纳米纤维。CN107693846A公开了一种具有多层血管结构的仿生血管化软组织的制备方法，其中含有的类血管通道结构，该结构的材质为聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚癸二酸丙三醇酯和聚丙交酯-乙交酯共聚物中至少一种，其采用涂覆法制备，类血管通道结构中不含有微纳米纤维结构。CN107923071A公开了一种血管移植物，包括生物可降解的支架，并公开了PGS芯/PCL鞘结构，其生物活性有待提高，且模量较高，顺应性有待提高。CN109876192A公开了一种骨修复膜及其制备方法，骨修复膜包括活性层、屏障层和固定层，活性层和固定层的材质选自一种或多种的天然可降解材料，一种或多种合成可降解材料，或两种可降解材料的组合；天然可降解聚合物为胶原、壳聚糖、明胶、丝素蛋白和透明质酸中的至少一种；合成可降解聚合物为PLA、PLLA、PGA、PLGA、PGS和PHB中的至少一种。上述骨修复膜结构复杂，且天然可降解聚合物对PGA的可纺性的影响并不明确。CN109295545A公开了一种刚度可控的微纳米级取向纤维，其具有壳层和芯层，壳层利用弹性聚合物和聚氧化乙烯PEO共混液制备，芯层利用刚性聚合物和聚氧化乙烯制备。上述微纳米级取向纤维是否具有良好的成膜性，且成膜后性能如何仍未可知，且在体内使用时，由于体内环境为水环境，PEO会溶于水，造成纤维的溶解或降解。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种PGS/SF电纺人工血管及其制备方法，本专利技术利用SF提高了PGS的可纺性和成纤维性，成功得到PGS/SF电纺人工血管，该电纺人工血管口径小于6mm，其兼具PGS的优良弹性以及SF优异的生物学和力学性能，该电纺人工血管固化后仍具有良好的微纳米纤维结构，其内径尺寸和机械性能可调，并具有可调节的弹性、生物相容性、生物降解等优点，显示出其在组织工程人工血管领域巨大的应用潜力。本专利技术的第一个目的是提供一种PGS/SF电纺人工血管的制备方法，包括以下步骤：将PGS预聚物与SF溶于有机溶剂，得到纺丝液，将纺丝液进行静电纺丝，采用绕自身轴线旋转的圆柱形的接收装置接收微纳米级纤维，使微纳米级纤维缠绕于接收装置外部形成管状的PGS/SF电纺膜，纺丝完全后干燥并固化管状的PGS/SF电纺膜，得到PGS/SF电纺人工血管；PGS预聚物与SF的质量比为0.1-100:0.1-100；PGS预聚物为癸二酸和甘油的聚合物，PGS预聚物的聚合度为1-100，数均分子量Mn为300-6000，重均分子量Mw为1000-30000。进一步地，PGS预聚物的制备方法包括以下步骤：将等摩尔比的癸二酸和甘油在保护气氛下于120-140℃下加热至单体完全熔融并混合均匀，然后在120-140℃下反应24-48h后得到PGS预聚物。进一步地，SF的制备方法包括以下步骤：将蚕丝在碱性溶液中煮沸以脱除丝胶，获得SF纤维，然后将SF纤维在溴化锂中处理4-6h，再将得到的溶液透析3天以除去溴化锂，离心并干燥后得到SF。进一步地，透析过程中，截留分子量为3500Da。采用该截留分子量，本专利技术制备的PGS/SF电纺人工血管中，SF的分子量为3500Da以上。进一步地，PGS预聚物与SF的质量之和占纺丝液的质量比(即纺丝液的浓度)为6％-16％。优选地，PGS预聚物与SF的质量之和占纺丝液的质量比为8％-10％，更优选为9％。纺丝液的浓度过低则不能形成纤维，纺丝液的浓度过高则溶液粘度过大造成聚合物溶液在针头聚集导致纺丝困难。进一步地，有机溶剂选自六氟异丙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、甲醇、甲酸、乙酸、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮中一种或两种以上组合。优选为六氟异丙醇。由于SF在六氟异丙醇溶解较慢，常温下PGS和SF在六氟异丙醇中的溶解时间需要2-3天，加热搅拌可加快其溶解速度。进一步地，静电纺丝的电压为12-15kV，接收距离为12-15cm，纺丝液流速为1-2mL/h，静电纺丝在湿度为30-50％条件下进行。优选地，静电纺丝时，根据每次静电纺丝所需纺丝液的质量，在注射泵上安装合适大小的注射器，用于电纺溶液进样，用18S铁氟龙套管将连有18G针头的注射器和21G针头连接，将高压静电发生器一端的导电线与21G针头连接以形成高压电场，接收装置为覆盖有铝箔的方形板。进一步地，为电纺膜从接收装置上取下，静电纺丝之前，圆柱形的接收装置的表面包覆有PEO膜；纺丝完全后将带有管状产物的接收装置在水中浸泡，以除去管状的PGS/SF电纺膜内部的PEO膜并使管状的PGS/SF电纺膜从接收装置上脱掉。进一步地，可将质量比为7.5％的PEO水溶液预先通过静电纺丝包覆在接收装置表面，PEO纺丝时间为3-5min。进一步地，圆柱形的接收装置的外径为1-6mm，长度为5-20cm，转速为20-1000r/min。进一步地，纺丝完全后将纺好后的电纺膜置于通风橱过夜，取出后置于真空干燥箱以一定时间和一定温度固化，得到不同条件固化的PGS/SF膜。进一步地，固化温度为120-140℃，固化时间为24h以下。不同的固化温度会影响PGS微纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PGS/SF电纺人工血管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将PGS预聚物与SF溶于有机溶剂，得到纺丝液，将纺丝液进行静电纺丝，采用绕自身轴线旋转的圆柱形的接收装置接收微纳米级纤维，使所述微纳米级纤维缠绕于所述接收装置外部形成管状的PGS/SF电纺膜，纺丝完全后干燥并固化所述管状的PGS/SF电纺膜，得到所述PGS/SF电纺人工血管；所述PGS预聚物与SF的质量比为0.1-100:0.1-100；/n所述PGS预聚物为癸二酸和甘油的聚合物，所述PGS预聚物的聚合度为1-100。/n

【技术特征摘要】
1.一种PGS/SF电纺人工血管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将PGS预聚物与SF溶于有机溶剂，得到纺丝液，将纺丝液进行静电纺丝，采用绕自身轴线旋转的圆柱形的接收装置接收微纳米级纤维，使所述微纳米级纤维缠绕于所述接收装置外部形成管状的PGS/SF电纺膜，纺丝完全后干燥并固化所述管状的PGS/SF电纺膜，得到所述PGS/SF电纺人工血管；所述PGS预聚物与SF的质量比为0.1-100:0.1-100；
所述PGS预聚物为癸二酸和甘油的聚合物，所述PGS预聚物的聚合度为1-100。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PGS预聚物的制备方法包括以下步骤：
将等摩尔比的癸二酸和甘油在保护气氛下于120-140℃下熔融并进行反应，反应24-48h后得到所述PGS预聚物。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SF的制备方法包括以下步骤：
将蚕丝在碱性溶液中煮沸以脱除丝胶，获得SF纤维，然后将所述SF纤维在溴化锂中处理4-6h，再将得到的溶液透析以除去溴化锂，离心并干燥后得到SF。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，透析过程中，截留分子量为3500...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵荟菁，孟凯，张迎梅，
申请(专利权)人：南通纺织丝绸产业技术研究院，苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32