用于人工小口径血管制备的复合材料及其制备方法

文档序号:9312412阅读:456来源:国知局
用于人工小口径血管制备的复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及人工血管材料领域,特别是涉及一种用于人工小口径血管制备的复合 材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 动脉粥样硬化血管疾病,如冠状动脉疾病和末梢血管疾病,正严重的危害着人类 的健康。大量的血管移植物对此类疾病可进行有效的控制,但是小口径人工血管的移植易 出现由血栓引起的再狭窄等问题。近年来,生物医用材料研究取得了相当大的进步,这也加 快了人工血管的发展,越来越多的新型材料被应用于构建人工血管方面的研究。现有的用 于临床血管的各种高分子材料,可分为两类,一类为人工合成材料,如涤纶、膨化聚四氟乙 烯、聚氨酯、PGA、PHA类等;另一类为天然生物材料,如胶原、透明质酸、丝素蛋白、壳聚糖、 细菌纤维素等。这些材料合成的大口径人工血管在临床上已取得了显著成效,并且实现了 商业化,如Dacron与ePTFE等。但在替代口径小于6mm的小口径血管方面,如四肢动脉血 管、冠状动脉血管等,还存在很多严重的问题,包括血液相容性较差、堵塞率较高等。虽然天 然高分子材料比人工合成材料具有更多的优势,但是,目前天然高分子材料制备的小口径 血管仍然存在强度低、弹性低、相容性差等问题。

【发明内容】

[0003] 本申请的目的是提供一种新的用于人工小口径血管制备的复合材料及其制备方 法。
[0004] 本申请采用了以下技术方案:
[0005] 本申请公开了一种用于人工小口径血管制备的复合材料,该复合材料由羧基化细 菌纤维素和蚕丝蛋白组成,蚕丝蛋白和羧基化细菌纤维素通过交联剂交联复合形成复合材 料。
[0006] 需要说明的是,本申请的复合材料,与现有的普通的人工血管材料或复合的人工 血管材料相比,利用交联剂将蚕丝蛋白和羧基化细菌纤维交联复合,使得交联复合后的产 物具有更好的弹性和表面性能,从而降低了堵塞率,并且交联复合后还提高了血液相容性, 因此,本申请的复合材料特别适合用于制备小口径的人工血管。
[0007] 还需要说明的是,其中交联剂从化学合成的角度来看,常规使用的能够将蚕丝蛋 白的氨基与羧基交联的交联剂都可以用于本申请;但是在本申请优选的实现方式中,考虑 到生物毒性问题,对交联剂进行了特别限定。
[0008] 优选的,交联剂为N-羟基琥珀酰亚胺和碳二亚胺。
[0009] 优选的,羧基化细菌纤维素的羧基含量大于30% ;更优选的,羧基化细菌纤维素的 羧基含量为30% -60%。
[0010] 需要说明的是,羧基化细菌纤维素的羧基含量直接影响蚕丝蛋白的复合量,羧基 含量越高结合的蚕丝蛋白越多;本申请根据实际使用需求,羧基含量大于30%的复合材 料基本可以满足人工小口径血管的使用需求;同时,因为细菌纤维素全部进行羧基化是 很困难的,考虑到羧基化的难易程度和生产成本,优选的羧基化细菌纤维素的羧基含量为 30% -60% 〇
[0011] 优选的,羧基化细菌纤维素和蚕丝蛋白的质量比为,羧基化细菌纤维素:蚕丝蛋 白=1:10-25 〇
[0012] 需要说明的是,羧基化细菌纤维素和蚕丝蛋白的质量比很大程度上受羧基化细菌 纤维素的羧基含量影响,因为羧基含量越高结合的蚕丝蛋白越多;当然,两者的质量比也取 决于在反应中提供的蚕丝蛋白的量;可以认为,在羧基含量越高的情况下,所提供的蚕丝蛋 白越容易结合到羧基化细菌纤维素上,从而越容易控制两者的质量比。
[0013] 本申请的另一面还公开了一种采用本申请的复合材料制备的人工血管。
[0014] 可以理解,本申请的复合材料由于其良好的弹性、表面性能和血液相容性,特别适 合于人工小口径血管的制备;但是,本申请的复合材料,并不只限于小口径人工血管,甚至 并不只限于人工血管,例如在体外的仿生系统或者其它需要模拟人体血液运输或循环的情 况下,同样可以采用本申请的复合材料。
[0015] 本申请的再一面还公开了本申请的复合材料的制备方法,该制备方法包括将羧基 化细菌纤维素置于蚕丝蛋白溶液中进行复合反应,与此同时,向反应液中添加交联剂,使羧 基化细菌纤维素和蚕丝蛋白交联复合形成复合材料。
[0016] 需要说明的是,本申请的制备方法,其关键在于向反应液中添加交联剂,使羧基化 细菌纤维素和蚕丝蛋白发生交联复合反应,至于蚕丝蛋白溶液的配制,可以采用常规的蚕 丝蛋白溶液即可,本申请优选的方案中,对蚕丝蛋白溶液的浓度进行了限定,这将在后面的 方案中详细说明。
[0017] 优选的,复合反应具体的,在搅拌的条件下进行,边搅拌边反应,复合反应的时间 为 48h-60h。
[0018] 优选的,蚕丝蛋白溶液的浓度为IOwt%。
[0019] 优选的,羧基化细菌纤维素的制备方法为,将裁剪好的细菌纤维素膜放入磷酸盐 缓冲液中,然后依次加入TEMPO、NaClOjP NaClO在55-70 °C下反应,获得羧基化细菌纤维 素。
[0020] 需要说明的是,TEMPO、NaClOjP NaClO的加入量,以及羧基化处理的反应时间,可 以根据所需要的羧基含量而定,在此不做具体限定。
[0021] 优选的,在将裁剪好的细菌纤维素膜放入磷酸盐缓冲液之前,还包括用去离子水 对细菌纤维素膜进行清洗,清洗后用NaOH溶液浸泡,浸泡后再用去离子水清洗至中性,然 后再剪裁,放入磷酸盐缓冲液中进行羧基化处理。
[0022] 优选的,本申请的制备方法还包括在复合反应结束后,将复合材料置于真空冻干 机中冻干。
[0023] 本申请的有益效果在于:
[0024] 本申请的复合材料,通过交联剂将羧基化细菌纤维素和蚕丝蛋白交联复合,不仅 提高了复合材料的血液相容性,而且改善了复合材料的弹性和表面性能,从而解决了人工 小口径血管血液相容性较差、堵塞率较高等问题,为人工小口径血管的研究和应用奠定了 基础。
【附图说明】
[0025] 图1是本申请实施例中反应时间对羧基含量影响的统计结果图;
[0026] 图2是本申请实施例中TEMPO用量对羧基含量影响的统计结果图;
[0027] 图3是本申请实施例中NaClO用量对羧基含量影响的统计结果图;
[0028] 图4是本申请实施例中各个测试样品吸附蛋白质量的测试结果图;
[0029] 图5是本申请实施例中不同材料在相同条件下的血小板粘附结果图,其中a为细 菌纤维素膜的血小板粘附结果图,b为羧基化细菌纤维素膜的血小板粘附结果图,c为细菌 纤维素膜表面吸附了蚕丝蛋白后形成的复合材料的血小板粘附结果图,d为羧基化细菌纤 维素膜表面吸附了蚕丝蛋白后形成的复合材料的血小板粘附结果图,e为细菌纤维素膜表 面交联复合蚕丝蛋白后形成的复合材料的血小板粘附结果图,f?为羧基化细菌纤维素膜表 面交联复合蚕丝蛋白后形成的复合材料的血小板粘附结果图;
[0030] 图6是本申请实施例中各个测试样品的MTT细胞毒性试验结果图;
[0031] 图7是本申请实施例中各个测试样品的力学性能测试结果图,其中a为断裂拉伸 率统计结果图,b为拉伸强度统计结果图;
[0032] 图8是本申请实施例中交联复合对细菌纤维素与蚕丝蛋白,对羧基化细菌纤维素 与蚕丝蛋白的力学性能影响结果展示图,其中a为断裂拉伸率统计结果图,b为拉伸强度统 计结果图。
【具体实施方式】
[0033] 细菌纤维素具有良好的生物
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