专利名称：肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血管及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血管及其生产方法，作 为血管移植物用于人体周围动脉的旁路手术，提高人工血管的近中期通畅率。
背景技术：
随着我国人民饮食结构和生活方式的改变及诊疗手段的提高，血管性疾病的发生 率正逐年增加。动脉硬化闭塞是动脉最常见的疾病。终末期的动脉疾病患者往往需要进 行动脉旁路手术，由于自体血管的来源有限，异体血管具有免疫排斥，所以目前临床使用的 人工血管材料多为不可降解的高分子材料，主要包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，商品名 Dacron)和膨体聚四氟乙烯(ePTFE，商品名Gore-Tex)。根据相关研究，人工血管股胭动脉 旁路术5年通畅率为51. 9% ；另一项回顾性研究发现人工血管股胭动脉旁路手术，第1年 通畅率94%，第2年62%，第3年42%，第5年35% ;ePTFE人工血管重建冠状动脉4年 通畅率仅为14%。目前研究表明人工血管远期通畅率低主要是人工血管内早期血栓形成和 中晚期的内皮化不良及吻合口内膜增生。因此，通过对人工血管进行材料改性与修饰，进一 步提高其通畅率是亟待解决的临床难题。肝素是一种带负电荷硫酸多糖类化合物，具有良好抗凝血作用，注入血液中可在 短期内防止凝血。肝素的作用主要通过增强抗凝血酶产生作用。肝素为酸性分子，其表面 基团的密度一定程度上可能决定其与蛋白质的结合。生物活性大小与电荷密度密切相关， 其具有的负电荷密度愈高，同蛋白质的结合力就愈强。减少肝素的羧基基团数目，电荷密度 降低，抗凝血活性出现降低。对肝素中未经硫化的糖醛酸残基进行高碘酸氧化，使其电荷密 度降低，抗凝血活力出现降低。按照电荷密度和相对分子质量对肝素进行分级，去除相对分 子质量和电荷密度对其的影响，肝素的抗凝血活性随羧酸基团/硫酸基团的比例的增大而 升高。由于肝素的抗凝血活性，强亲水性和抗细菌粘附性，所以肝素是一种良好的人工血管 内表面涂层材料。壳聚糖(chitoSan，CS)是一类自然界常见的带阳性电荷多聚糖，具有安 全无毒、无免疫原性、良好的生物相容性和抗凝血性。壳聚糖在体内可被溶菌酶等降解成寡 糖和氨基葡萄糖而被机体吸收利用。近年来研究发现壳聚糖具有一定的抗菌作用，相关机 理认为是由于壳聚糖的带阳性电荷基团和微生物膜带阴性电荷基团发生反应，从而引起微 生物膜稳定性下降所致。本发明涉及的涤纶人工血管是利用肝素和壳聚糖在腔内表面进行修饰，利用肝素 和壳聚糖纳米层层自组装涂层来达到稳定涂层表面和抗凝血及一定的抗感染作用。中国专 利93101997. 4公开了一种人工血管细胞衬里，具有一定的抗血栓效果，但是由于制备和保 存的问题，无法大规模的临床运用。中国专利99809878. 7涉及到一种异体的人工血管，但 是存在免疫排斥。美国专利7632306和欧洲专利US2010121428各公开了一种空隙优化的 人工血管，但是未对内表面进行修饰。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有抗凝抗炎提高人工血管近期通畅率作用的小口径 涤纶人工血管及其生产方法。为了达到上述目的，本发明提供了 一种肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血 管，其特征在于，包括针织涤纶人工血管，针织涤纶人工血管的内壁上设有预凝涂层，预凝 涂层的内壁上设有肝素壳聚糖层层自组装涂层。所述的预凝涂层为人白蛋白涂层。本发明还提供了上述肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血管的生产方法，其 特征在于，具体步骤为
第一步、将针织涤纶人工血管置于25wt%人体白蛋白溶液0. 5-1. 5h，30-40 °C、 0.25-0.50 atm压力下干燥3-5小时后，再次浸入25衬％人体白蛋白溶液0.5-1. 5 h，再次 30-400C >0. 25-0. 50 atm压力下干燥3_5小时，重复上述浸入与干燥步骤10-30次以在针 织涤纶人工血管的内壁上形成预凝涂层，将人工血管壁渗漏率控制在IOOmmHg压力下小于 60ml/cm2X mm ；
第二步、将针织涤纶人工血管的内腔灌入体积比为ι :1的酒精水溶液，静置3-5小时 去除表面油脂，用去离子水低压冲洗针织涤纶人工血管的内腔，30-40°C、0. 25-0. 50 atm压 力下干燥12-36小时，将针织涤纶人工血管的内腔灌入浓度为0. 06g/ml的1，6-己二胺的 丙酮溶液，30-40°C静置3-5小时，用去离子水反复低压冲洗针织涤纶人工血管的内腔，去 除游离的1，6-己二胺；
第三步、用0. IM盐酸溶液在室温下处理针织涤纶人工血管2-3h，用大量去离子水 冲洗后，再浸入PH值为3. 8的聚电解质溶液15min，用与聚电解质pH值相同的纯水冲洗，每 次冲洗后均用氮气吹干，浸入含有浓度为0. 005g/L的壳聚糖和浓度为2%的肝素钠的生理 盐水溶液15min，重复上述浸入聚电解质溶液和生理盐水溶液的步骤5-15次后，25_35°C、 0. 25-0. 50 atm压力下干燥40-50h以在预凝涂层的内壁上形成肝素壳聚糖层层自组装涂 层。本发明中人工血管是用涤纶纤维利用针织方法进行制备的管状物，其管径为 6mm-8mm。预凝涂层的材料是具有良好生物相容性，同时能有效填充人工血管空隙的材料构 成，有效的降低了人工血管渗透率。本专利涉及的人工血管预凝材料是人白蛋白。肝素壳 聚糖层层自组装涂层是由肝素和壳聚糖通过自组装纳米技术固定在人工血管内表面具有 抗凝、抗炎作用的涂层。本发明的技术特点主要在于改进了人工血管的内接触面，如图2所 示，为人工血管的内接触面结构示意图。涤纶纤维层6上分别组装有壳聚糖分子涂层5和 肝素分子涂层4。接触层的特点在于①采用具有良好血液相容性的肝素和壳聚糖；②利用 肝素和壳聚糖的特性，采用层层自组装技术固定于人工血管内表面；③通过肝素壳聚糖涂 层的作用，降低人工血管血栓形成的机率，提高人工血管近期通畅率。肝素是一种带负电荷硫酸多糖类化合物，具有良好抗凝血作用，注入血液中可在 短期内防止凝血。壳聚糖(chit0San，CS)是一类自然界常见的带阳性电荷多聚糖，具有安 全无毒、无免疫原性、一定的抗菌作用、良好的生物相容性和抗凝血性。壳聚糖在体内可被 溶菌酶等降解成寡糖和氨基葡萄糖而被机体吸收利用。利用肝素带负电和壳聚糖带正电， 以及两者特殊的表面基团使两者进行层层自组装，以增强抗人工血管内表面抗凝抗感染的作用。本发明涉及的人工血管具有良好的抗凝和一定的抗感染作用。由于层层自组装技 术的运用，理论上人工血管内表面具有十层肝素壳聚糖复合涂层，因此本发明涉及的人工 血管具有更长时效的抗凝作用。
图1为人工血管结构示意图2为人工血管的内接触面结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例来具体说明本发明。实施例1
如图1所示，为人工血管结构示意图，所述的肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工 血管，包括针织涤纶人工血管1，针织涤纶人工血管1的内壁上设有预凝涂层2，预凝涂层2 的内壁上设有肝素壳聚糖层层自组装涂层3，其生产方法如下
(1)涤纶人工血管的预凝处理
将针织涤纶人工血管1置于25衬％人体白蛋白溶液(25%白蛋白制备为每Ig蛋白质加 入0. OSmmol辛酸钠和0. OSmmol乙酰色氨酸钠。按成品规格以注射用水稀释蛋白质浓度至 25%,并适当调整pH值为7. 40及钠离子浓度控制在160mmol/L以下)0. 5h，30°C、0. 25-0. 50 atm压力下干燥3小时后，再次浸入25衬％人体白蛋白溶液(25%白蛋白制备为每Ig蛋白质 加入0. OSmmol辛酸钠和0. OSmmol乙酰色氨酸钠。按成品规格以注射用水稀释蛋白质浓度 至25%，并适当调整pH值为7. 40及钠离子浓度控制在160mmol/L以下)0. 5h，再次30°C、 0. 25-0. 50 atm压力下干燥3小时，重复浸入与干燥步骤10次以在针织涤纶人工血管1的 内壁上形成预凝涂层2，将人工血管壁渗漏率控制在IOOmmHg压力下小于60ml/Cm2Xmin ；
(2)涤纶人工血管的预处理
将针织涤纶人工血管1的内腔灌入体积比为1 :1的酒精水溶液，静置3小时去除 表面油脂，用去离子水()压力下冲洗针织涤纶人工血管1的内腔，30°C、0.25-0. 50 atm压 力下干燥12小时，将针织涤纶人工血管1的内腔灌入浓度为0. 06g/ml的1，6-己二胺的丙 酮溶液，30°C静置3小时，用去离子水反复轻轻冲洗针织涤纶人工血管1的内腔，去除游离 的1，6-己二胺；
(3)涤纶人工血管肝素壳聚糖层层自组装处理
用0. IM盐酸溶液在室温下处理针织涤纶人工血管12h，用大量去离子水冲洗后，再浸 入PH值为3. 8的聚电解质(聚丙烯酸，PAA)溶液15min，用与聚电解质pH值相同的纯水冲 洗，每次冲洗后均用氮气吹干，浸入0. 005g/L壳聚糖和2%肝素钠生理盐水溶液15min，重复 上述浸入聚电解质溶液和壳聚糖和肝素溶液的步骤5次后，25°C、0. 25-0. 50 atm压力下干 燥40h以在预凝涂层2的内壁上形成肝素壳聚糖层层自组装涂层3。将人工血管用血管缝线缝于需要动脉旁路术的动脉近远端，以起到替代动脉的作 用。实施例2如图1所示，为人工血管结构示意图，所述的肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工 血管，包括针织涤纶人工血管1，针织涤纶人工血管1的内壁上设有预凝涂层2，预凝涂层2 的内壁上设有肝素壳聚糖层层自组装涂层3，其生产方法如下
(1)涤纶人工血管的预凝处理
将针织涤纶人工血管1置于25衬％人体白蛋白溶液(25%白蛋白制备为每Ig蛋白质加 入0. OSmmol辛酸钠和0. OSmmol乙酰色氨酸钠。按成品规格以注射用水稀释蛋白质浓度至 25%,并适当调整pH值为7. 40及钠离子浓度控制在160mmol/L以下)1. 5h，40°C、0. 25-0. 50 atmPa压力下干燥5小时后，再次浸入25wt%人体白蛋白溶液(25%白蛋白制备为每Ig蛋 白质加入0. OSmmol辛酸钠和0. OSmmol乙酰色氨酸钠。按成品规格以注射用水稀释蛋白 质浓度至25%，并适当调整pH值为7. 40及钠离子浓度控制在160mmol/L以下)1.5 h，再 次40°C、0. 25-0. 50 atmPa压力下干燥5小时，重复浸入与干燥步骤30次以在针织涤纶人 工血管1的内壁上形成预凝涂层2，将人工血管壁渗漏率控制在IOOmmHg压力下小于60ml/ Cm2X mm ；
(2)涤纶人工血管的预处理
将针织涤纶人工血管1的内腔灌入体积比为1 :1的酒精水溶液，静置5小时去除 表面油脂，用去离子水轻轻冲洗针织涤纶人工血管1的内腔，40°C、0. 25-0. 50 atmPa压力 下干燥36小时，将针织涤纶人工血管1的内腔灌入浓度为0. 06g/ml的1，6-己二胺的丙酮 溶液，40°C静置5小时，用去离子水反复轻轻冲洗针织涤纶人工血管1的内腔，去除游离的 1，6-己二胺；
(3)涤纶人工血管肝素壳聚糖层层自组装处理
用0. IM盐酸溶液在室温下处理针织涤纶人工血管1 3h，用大量去离子水冲洗后，再 浸入PH值为3. 8的聚电解质溶液15min，用与聚电解质pH值相同的纯水冲洗，每次冲洗后 均用氮气吹干，浸入0. 5% (w/v)壳聚糖和2%肝素钠生理盐水溶液15min，重复上述浸入聚 电解质溶液和壳聚糖和肝素溶液的步骤15次后，35°C、0. 25-0. 50 atm压力下干燥50h以在 预凝涂层2的内壁上形成肝素壳聚糖层层自组装涂层3。将人工血管用血管缝线缝于需要动脉旁路术的动脉近远端，以起到替代动脉的作用。实施例3
如图1所示，为人工血管结构示意图，所述的肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工 血管，包括针织涤纶人工血管1，针织涤纶人工血管1的内壁上设有预凝涂层2，预凝涂层2 的内壁上设有肝素壳聚糖层层自组装涂层3，其生产方法如下 (1)涤纶人工血管的预凝处理
将针织涤纶人工血管1置于25衬％人体白蛋白溶液(25%白蛋白制备为每Ig蛋白质加 入0. OSmmol辛酸钠和0. OSmmol乙酰色氨酸钠。按成品规格以注射用水稀释蛋白质浓度至 25%，并适当调整pH值为7. 40及钠离子浓度控制在160mmol/L以下)lh，35°C、0. 25-0. 50 atm压力下干燥4小时后，再次浸入25wt%人体白蛋白溶液(25%白蛋白制备为每Ig蛋白 质加入0. OSmmol辛酸钠和0. OSmmol乙酰色氨酸钠。按成品规格以注射用水稀释蛋白质浓 度至25%，并适当调整pH值为7. 40及钠离子浓度控制在160mmol/L以下)1 h，再次35°C、 0. 25-0. 50 atm压力下干燥4小时，重复浸入与干燥步骤20次以在针织涤纶人工血管1的内壁上形成预凝涂层2，将人工血管壁渗漏率控制在lOOmmHg压力下小于60ml/Cm2Xmin ；
(2)涤纶人工血管的预处理
将针织涤纶人工血管1的内腔灌入体积比为1 :1的酒精水溶液，静置4小时去除 表面油脂，用去离子水轻轻冲洗针织涤纶人工血管的内腔后，在35°C、Pa压力下干燥24小 时，将针织涤纶人工血管1的内腔灌入浓度为0. 06g/ml的1，6-己二胺的丙酮溶液，35°C静 置4小时，用去离子水反复轻轻冲洗针织涤纶人工血管1的内腔，去除游离的1，6-己二胺；
(3)涤纶人工血管肝素壳聚糖层层自组装处理
用0. 1M盐酸溶液在室温下处理针织涤纶人工血管1 2. 5h，用大量去离子水冲洗后， 再浸入PH值为3. 8的聚电解质溶液15min，用与聚电解质pH值相同的纯水冲洗，每次冲洗 后均用氮气吹干，浸入0. 5% (w/v)壳聚糖和2%肝素钠生理盐水溶液15min，重复上述浸入 聚电解质溶液和壳聚糖和肝素溶液的步骤10次后，30°C、0. 25-0. 50 atm压力下干燥48h以 在预凝涂层2的内壁上形成肝素壳聚糖层层自组装涂层3。 将人工血管用血管缝线缝于需要动脉旁路术的动脉近远端，以起到替代动脉的作用。
权利要求
一种肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血管，其特征在于，包括针织涤纶人工血管(1)，针织涤纶人工血管(1)的内壁上设有预凝涂层(2)，预凝涂层(2)的内壁上设有肝素壳聚糖层层自组装涂层(3)。
2.如权利要求1所述的肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血管，其特征在于，所 述的预凝涂层(2)为人白蛋白涂层。
3.权利要求1所述的肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血管的生产方法，其特征 在于，具体步骤为第一步、将针织涤纶人工血管(1)置于2 5 w t %人体白蛋白溶液0. 5 -1. 5 h， 30-400C >0. 25-0. 50 atm压力下干燥3_5小时后，再次浸入25wt%人体白蛋白溶液0. 5-1. 5 h，再次30-40°C、0. 25-0. 50 atm压力下干燥3_5小时，重复上述浸入与干燥步骤10-30次以 在针织涤纶人工血管(1)的内壁上形成预凝涂层(2)，将人工血管壁渗漏率控制在IOOmmHg 压力下小于60ml/cm2Xmin ；第二步、将针织涤纶人工血管(1)的内腔灌入体积比为1 :1的酒精水溶液，静 置3-5小时去除表面油脂，用去离子水低压冲洗针织涤纶人工血管(1)的内腔，30-40°C、 0. 25-0. 50 atm压力下干燥12-36小时，将针织涤纶人工血管(1)的内腔灌入浓度为0. 06g/ ml的1，6-己二胺的丙酮溶液，30-40°C静置3_5小时，用去离子水反复低压冲洗针织涤纶人 工血管(1)的内腔，去除游离的1，6_己二胺；第三步、用0. IM盐酸溶液在室温下处理针织涤纶人工血管(1) 2-3h，用大量去离 子水冲洗后，再浸入PH值为3. 8的聚电解质溶液15min，用与聚电解质pH值相同的纯水 冲洗，每次冲洗后均用氮气吹干，浸入含有浓度为0. 005g/L的壳聚糖和浓度为2%的肝素 钠的生理盐水溶液15min，重复上述浸入聚电解质溶液和生理盐水溶液的步骤5-15次后， 25-350. 25-0. 50 atm压力下干燥40_50h以在预凝涂层(2)的内壁上形成肝素壳聚糖层 层自组装涂层(3)。
全文摘要
本发明提供了一种肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血管及其生产方法。所述的肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血管，其特征在于，包括针织涤纶人工血管，针织涤纶人工血管的内壁上设有预凝涂层，预凝涂层的内壁上设有肝素壳聚糖层层自组装涂层。本发明还提供了上述肝素壳聚糖层层自组装小口径涤纶人工血管的生产方法。本发明产品作为血管移植物用于人体周围动脉的旁路手术，提高人工血管的近中期通畅率。
文档编号A61L33/12GK101940803SQ20101029198
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者刘震杰, 卢伟锋, 张祥满, 王玉琦, 符伟国, 陈斌, 陈枫 申请人:复旦大学附属中山医院