专利名称：一种血液相容性生物材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种医用生物材料，涉及一种外用或体内植入的组织器官修复材料，特别涉及一种血液相容性生物材料及其制备方法。
背景技术：
目前用于与血液相接触的管道系统、透析系统、人工肺、人工肝支持系统的医用生物材料普遍存在引起凝血、血栓等问题，而一般解决的方法就是利用表面修饰，使其抗凝血性能增强。一旦材料表面的分子组成和结构等发生变化，其抗凝血性能则会下降或消失。这些材料在长期与血液接触时很难保持其相应的抗凝血性能，使用寿命一般只有几小时到几天时间。
人体内有许多组织器官系统经常因损伤、狭窄等原因需要进行修复或保持功能稳定。以血管为例，当血管由于动脉硬化、血管老化或破损等原因而不能正常工作时，需要进行血管移植。由于异体器官强烈的排异反应、来源少、价格昂贵等原因，使人造血管的研究越来越受到重视。早在上世纪40年代，有人就开始研究生物体血管的移植，当时限于条件，只能采用硬质塑料管代替血管植入生物体内，由于严重的凝血反应，实验没有一例成功。1952年Voorhees在一次实验中偶然发现植入生物体内的真丝缝线上覆盖有一层内皮细胞，他设想假定植入生物体内的织物也发生同样的现象，就能避免血液和植入物的直接接触而防止凝血现象的产生。目前人造血管使用最多的原料是聚酯、聚四氟乙烯纤维。内径大于10mm的人造血管一般用机织物或针织物制成的波纹状管子。管壁保持适当的紧密程度和孔洞，使周围组织能附在血管外壁并通过管壁向内生长，并使血管内壁覆盖一层内皮细胞。内径在6mm-10mm的大直径人造血管一般用具有微孔效应的生物惰性材料聚四氟乙烯组成，不需要覆盖内皮细胞来防止凝血现象。直径在6mm以下的人造窄腔血管因闭塞等原因，临床上还没有得到应用。
Annis用聚氨酯(PU)和丁二醇的共聚物的表面复合内皮细胞。Shinoka[Shinoka T，Shum-Tim D，Ma PX，et al.Creation of viable pulmonary artery autografts throughtissue engineering.J Thorac Cardiovasc Surg，1998；115536-545]用Polyglatin/聚乙二醇酸(PGA)复合从羊颈总动脉或颈外静脉获得的混合细胞成分包括内皮细胞(ECs)、平滑肌细胞(SMC)与成纤维细胞。Shum-Tim等[Shum-Tim D，Stock U，Hrkach J，et al.Tissueengineering of autolgouis aorta using a new biodegradable polymer.Ann Thorac Surg，1999；682293-2305]用羟基烷烃的聚合物(Poly hydroxyalkanoate，PHA)的一类(即聚辛酸加10％的聚己酸)作支架材料，构建了内层以有孔的PGA支架网作为种子细胞的载体，外层用无孔的PHA作支撑的厚度为1.5mm的幼羊腹主动脉。Niklason等[Niklason LE，Gao J，Abott WM，et al.Functional arteries grown in vitro.Science，1999；284489-493]以PGA为支架复合SMC和ECs，用搏动性灌注系统培育小口径的组织工程血管。Weinberg和Bell等以动物胶原蛋白为基质材料，培养SMC、ECs及成纤维细胞制备全生物化组织工程血管。由于血管对抗凝血性、机械强度等的特殊要求，以上组织工程血管都存在着一定的局限性，本身都不具备抗凝血性能，在体内放置一段时间后仍会引起凝血等问题，目前难以推广应用。
聚氨酯(Polyurethane，即PU)是一类含有氨基的聚酯类材料，具备良好的耐缝合性、抗疲劳性和良好的成型加工性，已被用于神经等组织修复。3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物[Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)即PHBHHx]是一种由细菌合成的胞内聚酯，在细菌细胞内以颗粒状内含物形式存在。PHBHHx既具备与以石油化工原料得到的塑料相似的热塑性，力学性能，又具备生物可降解性，被认为是一种很有前途的“新型生物可降解材料”，倍受人们的重视。目前PHBHHx已被用于成骨细胞、成纤维细胞、软骨细胞等培养的支架材料[Yang XS，Zhao K，Chen GQ.Effect of surface treatment on the biocompat ibilityof microbial polyhydroxyalkanoates.Biomaterials，2002；231391-1397；Zhao K，DengY，Chen JC，Chen GQ.Polyhydroxyalkanoate(PHA)scaffolds with good mechanicalproperties and biocompatibility.Biomaterials，2003；241041-1045]，其力学强度、生物相容性比其它聚酯类(PLLA，PLGA，PHB等)要好，但降解速率很慢。目前还没有一种材料能同时作为人体内大、小直径管道及器官内管道系统的材料，尤其是作为血管或复杂器官的管道系统所需求的良好的抗凝血性、较高的机械强度和韧性、降解速率与新生组织生长速率相匹配的多方面性能的修复材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种血液相容性生物材料及其制备方法，即通过一种操作简单的方法制备一种能与血液接触的、同时满足外用或体内植入的组织器官修复材料所需求的具有良好的抗凝血性、生物相容性、较高的机械强度和韧性等多方面性能的医用材料。
本发明的技术方案如下一种血液相容性生物材料，其特征在于该材料由医用高分子材料和抗凝血生物材料经溶解混合后，加入致孔剂或填充物，用涂覆法、流延法、电喷涂法、纺织法、快速成形法或电纺丝法制备成薄膜状、纤维状、中空纤维状、无纺布、管状或网管状的体外用的血液相容性生物材料或体内植入的组织器官修复材料，其中抗凝血生物材料占医用高分子材料的质量百分比为0.001～10％，所述的致孔剂或填充物占医用高分子材料的质量百分比为0～20％。
本发明所述的医用高分子材料采用聚氨酯(Polyurethane)、聚己内酯与聚乙二醇的共聚物(PCLPEG)、3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物(PHBHHx)、聚乙烯碳酸酯、聚乳酸(PLLA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸-聚乙交酯共聚物(PLGA)、聚β-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHBV)、聚醚氨酯、聚醚氨酯与有机硅的共聚物、聚烯烃、聚氧乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲壳素、纤维素、聚氯乙烯、聚乙烯亚胺、聚丙烯腈、聚砜、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚醚砜、磷酯、硅橡胶或它们的衍生物醋酸纤维素、羧甲基纤维素、聚氯乙烯、聚醚氨尿酯(Polyetherurethaneurea)、聚氨尿酯(Polyurethaneurea)、聚醚氨酯与有机硅及聚芳酰亚胺的共聚物、聚乙烯亚胺、聚醚氨酯与有机硅及聚芳酰亚胺的共聚物、聚二甲基硅烷(polydimethylsiloxane)与聚醚氨尿酯(polyetherurethaneurea)的共聚物中的一种或几种的混合物；所述的抗凝血生物材料采用肝素钠、抗凝血酶、紫杉醇、肾上腺素、尿激酶、链激酶、香豆素、阿司匹林、消炎痛、羧基化硫酸酯化壳聚糖、水蛙素、磷脂酶抑制剂或环氧酶抑制剂。
本发明提供了一种血液相容性生物材料的制备方法，其特征在于该方法按如下步骤进行1)将分子量为1～100万的医用高分子材料溶于有机溶剂中，配成0.1～20(w/v)％的高分子溶液，所述的有机溶剂为1，4-二氧六环、卤代烃、乙酸乙酯、二氧杂环乙烷、四氢呋喃、丁酮、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜其中一种或两种以上混合液；所述的医用高分子材料采用聚氨酯(Polyurethane)、聚己内酯与聚乙二醇的共聚物(PCLPEG)、3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物(PHBHHx)、聚乙烯碳酸酯、聚乳酸(PLLA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸-聚乙交酯共聚物(PLGA)、聚β-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHBV)、聚醚氨酯、聚醚氨酯与有机硅的共聚物、聚烯烃、聚氧乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲壳素、纤维素、聚氯乙烯、聚乙烯亚胺、聚丙烯腈、聚砜、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚醚砜、磷酯、硅橡胶或它们的衍生物醋酸纤维素、羧甲基纤维素、聚氯乙烯、聚醚氨尿酯(Polyetherurethaneurea)、聚氨尿酯(Polyurethaneurea)、聚醚氨酯与有机硅及聚芳酰亚胺的共聚物、聚乙烯亚胺、聚醚氨酯与有机硅及聚芳酰亚胺的共聚物、聚二甲基硅烷(polydimethylsiloxane)与聚醚氨尿酯(polyetherurethaneurea)的共聚物中的一种或几种的混合物；所述的抗凝血生物材料采用肝素钠、抗凝血酶、紫杉醇、肾上腺素、尿激酶、链激酶、香豆素、阿司匹林、消炎痛、迪它露(ditazole)、吡咯达嗼(pyridamole)、羧基化硫酸酯化壳聚糖、水蛙素、磷脂酶抑制剂或环氧酶抑制剂；然后加入占医用高分子材料的质量百分比为0～20％的致孔剂或填充物，所述的致孔剂采用蔗糖、右旋糖苷、NaCI、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NaCI与NH4HCO3或NaCI与(NH4)2CO3的混合物；所述的填充物采用羟基磷灰石、磷酸钙；2)将抗凝血材料用无机溶液溶解，形成乳状、浆状或流体状物，所述的无机溶液采用水、生理盐水、磷酸盐缓冲液、稀酸溶液或氨水；所述的抗凝血材料采用肝素钠、抗凝血酶、肾上腺素、尿激酶、链激酶、香豆素、阿司匹林、消炎痛、迪它露(ditazole)、吡咯达嗼(pyridamole)、羧基化硫酸酯化壳聚糖、水蛙素、磷脂酶抑制剂或环氧酶抑制剂；3)将步骤1)制备的医用高分子溶液和步骤2)中溶解后的抗凝血材料均匀混合，其中抗凝血材料占医用高分子材料的质量百分比为0.001～10％；
4)制成外用或体内植入的组织器官修复材料将步骤3)制得的混合物用涂覆法、流延法、电喷涂、电纺丝法、快速成形或纺织法制备成材料均一或梯度结构的薄膜状、纤维状、中空纤维状、无纺布、管状或网管状的血液相容性的体外医用生物材料或体内植入的组织器官修复材料；5)将步骤4)中所制备的材料用水或肝素钠水溶液浸泡，除去致孔剂。
在本发明所述的制备方法中，所述步骤2)中溶解后的抗凝血材料溶液中还可加入占抗凝血材料的质量百分比为0.01～10％的交联剂，使抗凝血材料与步骤1)中高分子材料交联，交联反应后用水或肝素钠水溶液浸泡，除去该交联剂；所述的交联剂采用N，N’-二环己基碳酰亚胺，即碳二亚胺盐酸盐(EDC)、碳二亚胺盐酸盐(EDC)/琥珀酰亚胺(NHS)/2-N-吗啉-乙烷-磺酸(MES)、戊二醛、多聚甲醛或吉尼品(genipin)。
由步骤3)制备的管状或网管状体内植入的组织器官修复材料，其内外表面用涂覆法复合内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞、干细胞，肝细胞、胰岛细胞、心肌细胞，或将所述细胞与胶原、纤维蛋白/凝血酶混合后，采用注射器注入管道系统所形成的囊腔中。
6.按照权利要求5所述的一种血液相容性生物材料的制备方法，其特征在于在涂覆或注射所述细胞的同时，在管状材料表面或内部复合胶原、明胶、生长因子或血清。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果本发明将具有较高机械性能的医用高分子材料和抗凝血材料通过两种不同的溶剂溶解并共混，可将抗凝血材料均匀地固定在高分子材料中，并用常规的方法制备出外用或体内植入的组织器官修复材料，克服了传统技术中只在产品表面进行吸附、涂覆或接枝进行抗凝血改性所带来的效果不明显或时间很短暂的弊端，使得该材料不仅具有较好的抗凝血性能，而且延长了抗凝血的寿命，能同时满足外用或体内植入的组织器官修复材料所需求的具有良好的抗凝血性、生物相容性、较高的机械强度和韧性等等多方面性能要求。
具体实施例方式
本发明所提供的一种血液相容性生物材料该材料由医用高分子材料和抗凝血生物材料经溶解混合后，加入致孔剂或填充物，用涂覆法、流延法、电喷涂法、纺织法、快速成形法或电纺丝法制备成薄膜状、纤维状、中空纤维状、无纺布、管状或网管状的体外用的血液相容性生物材料或体内植入的组织器官修复材料，其中抗凝血生物材料占医用高分子材料的质量百分比为0.001～10％，所述的致孔剂或填充物占医用高分子材料的质量百分比为0～20％。所述的医用高分子材料采用聚氨酯(Polyurethane)、聚己内酯与聚乙二醇的共聚物(PCLPEG)、3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物(PHBHHx)、聚乙烯碳酸酯、聚乳酸(PLLA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸-聚乙交酯共聚物(PLGA)、聚β-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHBV)、聚醚氨酯、聚醚氨酯与有机硅的共聚物、聚烯烃、聚氧乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲壳素、纤维素、聚氯乙烯、聚乙烯亚胺、聚丙烯腈、聚砜、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚醚砜、磷酯、硅橡胶或它们的衍生物醋酸纤维素、羧甲基纤维素、聚氯乙烯、聚醚氨尿酯(Polyetherurethaneurea)、聚氨尿酯(Polyurethaneurea)、聚醚氨酯与有机硅及聚芳酰亚胺的共聚物、聚乙烯亚胺、聚醚氨酯与有机硅及聚芳酰亚胺的共聚物、聚二甲基硅烷(polydimethylsiloxane)与聚醚氨尿酯(polyetherurethaneurea)的共聚物中的一种或几种的混合物；所述的抗凝血生物材料采用肝素钠、抗凝血酶、紫杉醇、肾上腺素、尿激酶、链激酶、香豆素、阿司匹林、消炎痛、羧基化硫酸酯化壳聚糖、水蛙素、磷脂酶抑制剂或环氧酶抑制剂。所述的致孔剂采用蔗糖、右旋糖苷、NaCI、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NaCI与NH4HCO3或NaCI与(NH4)2CO3的混合物；所述的填充物采用羟基磷灰石、磷酸钙；下面结合具体的实施例对本发明的制备方法作进一步的说明。
实施例1将1g分子量为10万的聚己内酯与聚乙二醇共聚物(PCLPEG)溶于100mL的1，4-二氧六环中，制成重量与体积比浓度为1％的溶液。在一烧杯中称取0.1g肝素钠，加入3滴去离子水溶解之，制成肝素钠溶液。将上述PCLPEG溶液加入到肝素钠溶液中，充分搅拌均匀，制成两种高分子混合液。在一个多孔支撑膜上，倒一层混合高分子溶液，流延成膜后，先经过一个快速干燥期以形成一致密膜层，然后将膜浸入0.1％肝素钠水溶液中，使膜尚未干燥的一侧发生凝胶化，形成多孔层。此不对称膜(也叫各向异性膜)可用做为透析膜、滤膜、血浆分离膜、生物反应器内细胞支持膜等生物材料。也可作为人体组织、器官修复的补片，其上下表面复合内皮细胞、成纤维细胞或平滑肌细胞后可用做气管、血管等补片。
实施例2将20g分子量为1万的聚氨尿酯溶于100mL 1，4-二氧六环中，制成重量与体积比浓度为20％的聚氨尿酯溶液。在一烧杯中称取0.0001g链激酶，加入1mL0.1M醋酸溶解之，制成溶液(将其溶解)，加入占聚氨尿酯总重量的0.1％的N，N’-二环己基碳酰亚胺(即碳二亚胺盐酸盐，EDC)/琥珀酰亚胺(NHS)/2-N-吗啉-乙烷-磺酸(MES)(1∶4∶2M/M/M)交联系统的水溶液，充分搅拌均匀。在一根铁丝上，涂一层混合高分子溶液，待溶剂挥发后形成一根管，然后将管在大量0.1％肝素钠水溶液中浸泡使其与铁丝剥离，并除去交联剂系统。此管可用于人体各种管状组织的修复，也可在其上下表面复合内皮细胞、平滑肌细胞及成纤维细胞后用做气管、神经导管、血管、膀胱等的替代物。
实施例3将分子量为10万3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物(PHBHHx)溶于1000mL丙酮中60℃下回流1h。然后将分子量为10万的PHBHHx丙酮溶液离心(5000g，20min)，以除去不溶性颗粒。往悬浮液中加入甲醇得到高纯度的PHBHHx沉淀物。将纯化后的PHBHHx与聚氨酯按1∶10比例溶于氯仿中，配成重量与体积比浓度为0.01％的聚合物溶液。然后与5mL的1％的肝素钠水溶液混匀。将该溶液倒在平板上制成3mm厚的膜状材料。由此制备的膜状材料可用于心血管系统的修复或修补。也可用于血管吻合或血管狭窄时的内支架。
实施例4将分子量为20万的2g聚己内酯与聚乙二醇的共聚物(PCLPEG)与聚乳酸-聚乙交酯共聚物(PLGA)按10∶1比例溶于1，4-二氧六环中，充分搅拌并静止除去气泡。在上述制备的溶液中加入占所用高分子材料重量比为20％的NaCI致孔剂、1％的尿激酶(溶于0.5mL0.1M稀盐酸中)溶液及加入占PCLPEG与PLGA总重量的0.1％的戊二醛水溶液，然后倒在聚四氟乙烯平板上流延成薄膜。
将上述制得的薄膜在1％的肝素钠水溶液中浸泡1天，除去致孔剂及交联剂，冻干机中抽干，得组织修复材料。
分别在上述制备的薄膜材料内外表面复合骨髓干细胞，用于血管修复效果更佳。
实施例5将纯化后的分子量为30万的聚醚氨酯与聚乳酸(PLLA)按10∶1比例溶于二氧杂环乙烷中，配成重量与体积比浓度为2％的高分子溶液，再加入占所用高分子材料重量1％的紫杉醇(溶于0.1M氨水中)及10％的NaCI，充分搅拌并静止除去气泡。以离散-堆积的原理，用快速成型机在一层上述高分子薄膜上制备网格状高分子支架材料，在网格上复合成心肌细胞，用于心脏修复。
实施例6用快速成形机，将分子量为10万的聚乙烯碳酸酯与聚乙烯(PET)(2∶1)的1，4-二氧六环混合溶液，再加入占所用高分子材料重量1％的肾上腺素(磷酸缓冲液溶解之)及10％的NH4HCO3，以离散-堆积的原理，用快速成型机低温下形成内部带多分支管道的、含囊腔的支架系统，冻干。在囊腔中注入肝细胞得人工肝前体。注入细胞时如管壁上留下大孔，可在抽真空状态下补一点上述高分子溶液。
实施例7将纯化后的分子量为10万的聚醚氨酯与聚氯乙烯按1∶10比例溶于四氢呋喃中，配成重量与体积比浓度为5％的聚合物溶液，在上述制备的溶液中加入占所用高分子材料重量比为10％的(NH4)2CO3致孔剂及1％的阿司匹林水溶液由此制备的管状材料可用于心血管系统的修复或修补。也可在支架壁上打园形孔用于血管吻合或血管狭窄时的内支架。
实施例8将纯化后的分子量为1万的聚醚酮与聚丙烯腈按10∶1比例溶于二甲基甲酰胺(DMF)中，配成重量与体积比浓度为1％的高分子溶液。各加入质量百分比为1％的链激酶(用1mL0.1M氨水溶解之)及1％的NH4HCO3颗粒。先在聚四氟乙烯板上流延成直径为1mm的膜，60℃下将溶剂挥发掉。
在上述制备的材料分别在内外层(或管内、外膜上)种植内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞，增强其抗凝血性和机械强度，用于血管修复效果更佳。
实施例9将分子量为10万的聚丙烯与纤维素溶于氯仿中，将甲壳素溶于三氯乙酸/二氯乙烷(3.6∶6.5w/w)溶液中，分别配成重量与体积比浓度为2％的高分子溶液，混合起来。加入1％的香豆素水溶液，混匀。先在聚四氟乙烯板上，或塑料线外围涂覆一层聚丙烯溶液，等溶剂挥发后在聚丙烯外再倒或涂一层甲壳素溶液，待溶剂挥发后制得的双层膜，可用作止血材料或皮肤修复材料。
实施例10将有机溶剂1，4-二氧六环中加入分子量30万纯化的聚醚砜和磷酯(重量比为10∶1)，配制重量与体积比浓度为5％的溶液。将消炎痛、羟基磷灰石、碳二亚胺盐酸盐(EDC)溶于少量冰醋酸中，然后按占所用高分子材料质量百分比为0.1％、20％、20％加入到聚醚砜和磷酯溶液中。
将溶液倒在容器中，-20℃下冷冻、冻干，制备厚为3mm的块状材料。大量水泡过后所得到的块状材料可直接用于骨修复材料或用于引导骨、牙再生的可吸收性膜。内层吸附骨形成蛋白，冻干后再加一层PHBHHx膜。与软组织接触的致密层具有良好的细胞隔离功能，与骨或牙接触的多孔层起到稳定血凝块的作用，并使骨细胞与膜结合。
实施例11将有机溶剂二甲基亚砜中加入分子量1万纯化的聚砜与羧甲基纤维素，配制重量与体积比浓度为10％的溶液。加入0.01％的迪它露(ditazole)。将溶液倒在玻璃器皿中，流延成膜，-4℃下冷冻、冻干。由此得到的膜状材料可直接用于体外人工肝、肾支持系统。
实施例12将聚乙二醇丙烯酰胺与聚醚氨酯和有机硅的共聚物按重量百分比1∶2溶于丁酮中，配成重量与体积比浓度为1％的高分子溶液。将羟基磷灰石溶于少量冰醋酸中，然后将吡咯达嗼(pyridamole)按重量比10％加入高分子溶液中。
将一块由电喷丝形成的甲壳素/壳聚糖无纺纤维布放在一容器中，将上述制备的混合物倒在其上，并渗到底部，在-20℃下冻干，制备厚约为1mm的膜状材料；将样品放入含量为0.5％的骨形成蛋白生理盐水悬浮液中，吸附一层骨形成蛋白，冻干；再复合一层10％明胶溶液，冻干。由此所得的膜状材料可直接用于骨修复材料或作为用于引导骨、牙再生的可吸收性双层膜。
实施例13将纯化后分子量为100万的硅橡胶与醋酸纤维素按1∶10比例溶于二甲基甲酰胺/氯仿中，配制重量与体积比浓度为20％的溶液。
在上述制备的溶液中可加入重量比为10％的NaCI与NH4HCO3两者的混合物(重量比为1∶1)颗粒(粒径小于10μm)作为致孔剂及0.1％的羧基化硫酸酯化壳聚糖。
用快速成形仪制备厚为0.1mm的管状材料。可在管状材料的管壁上打孔、切割等制备梯形、网格状内支架。
将上述制得的管状支架在蒸馏水中浸泡2天，除去致孔剂，冻干。由此得到的管状材料可直接用于胆管、食管系统、气管系统、尿路系统、肠道系统、输卵管系统及神经系统等的修复或修补。
实施例14将分子量10万的聚碳酸酯与聚己内酯(PCL)按重量比10∶1加入到有机溶剂二甲基亚砜中，加入占高分子材料质量百分比为1％的水蛙素并搅拌，混匀。
用10根细电线编成的纺锤形的支持物，并在其上涂覆由上述制备的溶液，凉干，成一纺锤形支架。
将上述制备的纺锤形支架放入一模具中，并倒入浓度为1％的胶原溶液，冻干，用0.1M碳二亚胺盐酸盐(EDC)水溶液交联，然后抽掉其中纺锤形的支持物，得一纺锤形器官修复支架，再将表皮细胞生长因子、内皮细胞与纤维蛋白/凝血酶混合后在支架内表面。由此制备的材料可用于肝、肾、胰腺或肺等复杂器官修复。
实施例15将分子量20万的乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚甲基丙烯酸酯按重量比1∶1到丁酮中，配制成重量与体积比浓度为2％的溶液。在上述制备的溶液中可加入占所用高分子质量百分比为10％的(NH4)2CO3作为致孔剂，及质量百分比0.001％磷脂酶抑制剂(溶于0.5mL0.1M磷酸盐缓冲液中)。
用细铁丝制成一纺锤状支架，放入一相应的模具中。倒入上述溶液，冻干。再在外膜内注入表皮细胞生长因子与内皮细胞、的胶原/肝细胞混合物，得一肝组织修复前体。可接到血管上起到部分肝功能作用。
实施例16将分子量20万的聚乙烯亚胺与甲壳素按重量比5∶1比例加入到氯仿中，配制成重量与体积比浓度为2％的溶液。在溶液中加入占所用高分子质量百分比为10％的NH4HCO3作为致孔剂4％的多聚甲醛水溶液及1％的环氧酶抑制剂。
用电喷丝技术制备一团结构致密的无纺纤维网(2cm×2cm)，无纺纤维网两头削尖，放入一圆柱状模具中，加入上述制备的溶液，-20℃下冷冻、冻干，蒸馏水中浸泡，得一支架材料。
将上述制备的材料管内复合表皮细胞生长因子、成纤维细胞，用于皮肤修复。
实施例17将分子量20万的聚β-羟基丁酸酯(PHB)与聚醚氨酯和有机硅及聚芳酰亚胺共聚物重量比1∶2溶于到二氯甲烷中，配制成重量与体积比浓度为2％的溶液。在溶液中可加入重量比为1％的抗凝血酶及10％的(NH4)2CO3作为致孔剂及占PHB总重量的0.1％的吉尼品(genipin)水溶液，充分搅拌均匀。
用用电纺丝法制备无纺布，将上述制备的材料放入蒸馏水中，浸泡1天，再冻干。
将所制备的材料内层复合表皮细胞生长因子、成纤维细胞，用于皮肤的修复。
实施例18将聚羟基戊酸酯(PHBV)溶于乙酸乙酯中，制成PHBV溶液。加入2％肝素钠水溶液，混合均匀，分开两半。一半加入10％的右旋糖甘。在一根玻璃棍上，先涂一层含右旋糖甘的高分子溶液，再涂一层不含右旋糖甘的高分子溶液，外层还可再涂一层含右旋糖甘的高分子溶液，待溶剂挥发后形成一结构梯度管状材料，然后将管浸入0.1％肝素钠水溶液中使其与玻璃棍剥离。此管可用于人体各种管状组织的修复，也可在其上下表面复合内皮细胞、平滑肌细胞及成纤维细胞后用做气管、神经导管、血管、膀胱等的替代物。
权利要求
1.一种血液相容性生物材料，其特征在于该材料由医用高分子材料和抗凝血生物材料经溶解混合后，加入致孔剂或填充物，用涂覆法、流延法、电喷涂、纺织法、快速成形法或电纺丝法制备成薄膜状、纤维状、中空纤维状、无纺布、管状或网管状的体外用的血液相容性生物材料或体内植入的组织器官修复材料，其中抗凝血生物材料占医用高分子材料的质量百分比为0.001～10％，所述的致孔剂或填充物占医用高分子材料的质量百分比为0～20％。
2.按照权利要求1所述的血液相容性生物材料，其特征在于所述的医用高分子材料采用聚氨酯、聚己内酯与聚乙二醇的共聚物、聚乙烯碳酸酯、聚乙二醇碳酸酯、聚乙二醇丙烯酰胺、芳香聚酰胺、3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物、聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-聚乙交酯共聚物、聚β-羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚醚氨酯、聚醚氨酯与有机硅的共聚物、聚烯烃、聚氧乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲壳素、纤维素、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚醚砜、磷酯、硅橡胶或它们的衍生物醋酸纤维素、羧甲基纤维素、聚氯乙烯、聚醚氨酯与有机硅及聚芳酰亚胺的共聚物、聚醚氨尿酯、聚氨尿酯、聚乙烯亚胺、聚二甲基硅烷与聚醚氨尿酯的共聚物中的一种或几种的混合物；所述的抗凝血生物材料采用肝素钠、抗凝血酶、紫杉醇、肾上腺素、尿激酶、链激酶、香豆素、阿司匹林、消炎痛、迪它露、吡咯达嗼、羧基化硫酸酯化壳聚糖、水蛙素、磷脂酶抑制剂或环氧酶抑制剂。
3.一种如权利要求1所述的血液相容性生物材料的制备方法，其特征在于该方法按如下步骤进行1)将分子量为1～100万的医用高分子材料溶于有机溶剂中，配成0.1～20(w/v)％的高分子溶液，所述的有机溶剂为1，4-二氧六环、卤代烃、乙酸乙酯、二氧杂环乙烷、四氢呋喃、丁酮、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜其中一种或两种以上混合液；所述的医用高分子材料采用聚氨酯、聚醚氨酯与有机硅的共聚物、聚己内酯与聚乙二醇的共聚物、聚乙烯碳酸酯、聚乙二醇碳酸酯、聚乙二醇丙烯酰胺、芳香聚酰胺、3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物、聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-聚乙交酯共聚物、聚β-羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚醚氨酯、聚烯烃、聚氧乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲壳素、纤维素、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚醚砜、磷酯、硅橡胶或它们的衍生物醋酸纤维素、羧甲基纤维素、聚氯乙烯、聚二甲基硅烷与聚醚氨尿酯的共聚物、聚醚氨酯与有机硅及聚芳酰亚胺的共聚物、聚醚氨尿酯、聚氨尿酯、聚乙烯亚胺中的一种或几种的混合物；所述的抗凝血生物材料采用肝素钠、抗凝血酶、紫杉醇、肾上腺素、尿激酶、链激酶、香豆素、阿司匹林、消炎痛、迪它露、吡咯达嗼、羧基化硫酸酯化壳聚糖、水蛙素、磷脂酶抑制剂或环氧酶抑制剂；然后加入占医用高分子材料的质量百分比为0～20％的致孔剂或填充物，所述的致孔剂采用蔗糖、右旋糖苷、NaCI、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NaCI与NH4HCO3或NaCI与(NH4)2CO3的混合物；所述的填充物采用羟基磷灰石、磷酸钙；2)将抗凝血材料用无机溶液溶解，形成乳状、浆状或流体状物，所述的无机溶液采用水、生理盐水、磷酸盐缓冲液、稀酸溶液或氨水；所述的抗凝血材料采用肝素钠、抗凝血酶、肾上腺素、尿激酶、链激酶、香豆素、阿司匹林、消炎痛、迪它露、羧基化硫酸酯化壳聚糖、水蛙素、磷脂酶抑制剂或环氧酶抑制剂；3)将步骤1)制备的医用高分子溶液和步骤2)中溶解后的抗凝血材料均匀混合，其中抗凝血材料占医用高分子材料的质量百分比为0.001～10％；4)制成外用或体内植入的组织器官修复材料将步骤3)制得的混合物用涂覆法、流延法、电喷涂、电纺丝法、快速成形或纺织法制备成材料均一或梯度结构的薄膜状、纤维状、中空纤维状、无纺布、管状或网管状的血液相容性的体外医用生物材料或体内植入的组织器官修复材料；5)将步骤4)中所制备的材料用水或肝素钠水溶液浸泡，除去致孔剂。
4.按照权利要求3所述的一种血液相容性生物材料的制备方法，其特征在于在所述步骤2)中溶解后的抗凝血材料溶液中加入占抗凝血材料的质量百分比为0.01～1％的交联剂，使抗凝血材料与步骤1)中高分子材料交联，交联反应后用水或肝素钠水溶液浸泡，除去该交联剂；所述的交联剂采用N，N’-二环己基碳酰亚胺、碳二亚胺盐酸盐/琥珀酰亚胺/2-N-吗啉-乙烷-磺酸系统、戊二醛、多聚甲醛或吉尼品。
5.按照权利要求3所述的一种血液相容性生物材料的制备方法，其特征在于由步骤3)制备的管状或网管状体内植入的组织器官修复材料，其内外表面用涂覆法复合内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞、干细胞、肝细胞、胰岛细胞、心肌细胞，或将所述细胞与胶原、纤维蛋白/凝血酶混合后，采用注射器注入管道系统所形成的囊腔中。
6.按照权利要求5所述的一种血液相容性生物材料的制备方法，其特征在于在涂覆或注射所述细胞的同时，在管状材料表面或内部复合胶原、明胶、生长因子或血清。
全文摘要
一种血液相容性生物材料及其制备方法，涉及一种外用或体内植入的血液相容性生物材料及其制备方法。本发明将具有较高机械性能的医用高分子材料和抗凝血材料通过两种不同的溶剂溶解并共混，可将抗凝血材料均匀地固定在高分子材料中，并用常规的方法制备出外用或体内植入的组织器官修复材料，克服了传统技术中只在产品表面进行吸附、涂覆或接枝进行抗凝血改性所带来的效果不明显或时间很短暂的弊端，使得该材料不仅具有较好的抗凝血性能，而且延长了抗凝血的寿命，能同时满足外用或体内植入的组织器官修复材料所需求的具有良好的抗凝血性、生物相容性、较高的机械强度和韧性等等多方面性能要求。
文档编号A61L33/00GK1799649SQ20051012636
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月9日 优先权日2005年12月9日
发明者颜永年, 王小红, 林峰, 熊卓, 吴任东, 张人佶 申请人:清华大学