专利名称：一种人工胆管及其制备方法
技术领域：
本发明属于人工胆管领域，特别涉及一种人工胆管及其制备方法。
背景技术：
在医学上，病变的胆总管切除后胆道的修复或重建问题一直是胆道外科的主要难 题之一。胆道系统疾病往往需要切除或切开胆管、并进行各种方式的胆肠吻合，这样会使胆 管、Oddi括约肌功能丧失甚至结构缺失，手术难度大，而且由于胆管组织损伤后再生能力低 下，处理棘手，术后容易发生各种并发症。与人工血管、人工补片、人工关节、心脏瓣膜等技术相比，人工胆管研究明显滞后， 尚未有成熟的胆管替代品进入临床应用。在胆管肿瘤、胆管损伤、先天畸形及肝移植等治疗 中，迫切需要一种胆管替代物。随着医用高分子材料的发展更新，生物组织替代品已逐渐进 入临床应用。人工胆管的出现将产生一种全新的低创手术方式，对日益增加的胆道疾病治 疗提供便捷的治疗方法。肝外胆道是胆汁下达的唯一路径，其损伤与梗阻均直接影响肝脏功能。胆道 外科手术常因肿瘤、先天变异、肝移植、胆管损伤等多种复杂因素需要进行肝外胆管的 修复与重建，以往最常用的是胆管空肠吻合Leonardi MI，Ataide EC, Boin IF, etal. Role of choledochojejunostomy in liver transplantation. Transplant Proc,2005, 37(2) :1126-1128.，但因其并非正常生理途径，常发生逆行感染李承，孙备.胆管空 肠Roux-en-Y吻合术后逆行性胆道感染的研究进展.国际外科学杂志，2006，133 (2) 90-93.，应用替代物重建肝外胆道是使复杂问题趋向简单合理的有效途径郑建伟，邹声 泉.人工胆管研究.中国医学工程，2005，13 (4) 385-387.。临床迫切需要一种使用安全、 简便、实用的胆管替代材料。早在1952年，Voorhees等使用维纶材料研制成功了人工血管，成为人工管道 历史上具有重要意义的里程碑Voorhees AB, Jaretzki A, Blake A. The use of tubes constructed of Vinyon N cloth in bridging arterial defects. J. Ann. Surg, 1952, 135 :332-336.。同年，Mccorriston等人发明了人工胆管。1962年，Sterling等成功的 将人工胆管作为先天性胆道闭锁患儿术后肝外胆道重建的替代物，获得了 4 9年的术后 存活率。这也是最早的有关人工胆管成功应用于临床的报道Sterling JA. Infants with biliary atresia and artificial bile ducts surviving 4 to 9 years. Med. Times, 1966,94(11) :1302-1316.。目前研制的人工胆管使用材料大多为单一高分子材料黄华 新，王琛，裴芳君等.真丝人造胆管替代胆总管的实验研究.兰州医学院学报，1999，20(1) 36-38;许建衡，郭光华，张津等.聚氨酯胆管假体的制作.实用医学杂志，2000，16 (2) 104-105;周守礼等.胆道Y型支架及新型植入器(CN 2899738)。有人用聚氨酯(医用 级聚醚型聚氨酯热塑性弹性体TPE-80B)材料设计了一种气囊型人工胆管假体，这是一种 机械式胆管假体，试验证明其有较好的耐磨性、弹性和胆汁相容性许建衡，郭光华，张津 等·聚氨酯胆管假体的制作.实用医学杂志，2000，16 (2) :104-105;张洁，李东，李健宁.管
3状膨体聚四氟乙烯用于组织工程支架材料的动物实验研究.中国美容医学，2004，13 (6) 650-651.。但聚氨酯表面的摩擦系数较大，难以满足要求胆汁流动阻力小的条件。目前开 发出的人工胆管形态主要有单纯的直管式结构黄华新，王琛，裴芳君等.真丝人造胆管替 代胆总管的实验研究.兰州医学院学报，1999，20(1) =36-38.和气囊式胆管假体许建衡， 气囊型人工胆管(CN2242677)两类单纯直管式胆管可恢复胆道连续性，但其缺点为短时 间内胆汁淤积阻塞、逆行感染；气囊式胆管假体的研究可解决胆汁淤积问题，但设计繁琐， 缺乏临床实用价值。因此目前尚未有人工胆管真正应用于临床。聚四氟乙烯材料经实验证实可用于人工血管、人工肺、人工瓣膜、人工耳朵、面部 整形K L Vidur.医用高分子材料.国际纺织导报，2005，2:75-78;黄静欢，丁建东.生物 医用高分子材料与现代医学.中国医疗器械信息，2004，10(4) 1-5.，其组织相容性已得 到充分确认。有人发明了一种以聚四氟乙烯为内胆、氟橡胶为外层材料复合制成的人工胆 管杨庆等.聚四氟乙烯/氟橡胶复合人工胆管及其制备(CN200910056504. 4)，由于聚四 氟乙烯的化学惰性，无法直接涂覆氟橡胶，因而对聚四氟乙烯表面进行萘-钠溶液处理后 进行了氟橡胶的涂覆。这种胆管的缺点是经萘_钠处理后外观呈现黑色，使医生和病人难 以接受。
目前国内尚无采用在聚四氟乙烯表面进行氦等离子体处理技术以制备人工胆管 的专利报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种人工胆管及其制备方法，该人工胆管具备 良好的生物相容性、临床应用便利性、时间耐久性以及较好的力学强度，适用于胆管替代 物；制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。本发明的一种人工胆管，其特征在于采用聚四氟乙烯软管作为内胆基材，其表面 为氦等离子体处理层，其厚度为ι 20nm，并在氦等离子体处理层表面涂覆氟橡胶浇铸层， 浇铸层的厚度为0. 1 1mm。本发明的一种采用氦等离子体技术制备的人工胆管的制备方法，包括(1)在聚四氟乙烯生料管表面缠绕聚四氟乙烯超薄膜，然后置于高温炉中在 320 340°C恒温加热10 40分钟，使薄膜与软管之间产生粘结成为内胆；(2)用氦等离子体对聚四氟乙烯内胆表面进行处理，形成氦等离子体处理层，厚度 为1 20nm;反应室真空度为15士 10帕，放电功率为20 300瓦，处理时间为5 300秒；具体过程如下①将清理干净的内胆产品放置在反应室内，确保可从视窗观察到 产品的情况；②关闭反应室，关闭各路针阀，确保无漏气进气状态，启动真空泵，预抽极限真 空至2帕左右；③开启进气管路通入氦气体，清洗排出反应室和管路中的残余气体，然后调 节气压至15士 10帕；④启动高频电源，调节放电功率为20 300瓦，处理时间为5 300 秒，按照预定实验方案对内胆进行氦等离子体表面处理；⑤处理完毕后，先关闭射频电源， 然后再关闭进气气路和真空泵，反应室接通大气，最后打开反应室取出样品；(3)将氟橡胶加入到丙酮溶剂中，其中氟橡胶和丙酮的质量比为1 5 50，搅 拌使氟橡胶溶解，对上述改性处理后的聚四氟乙烯内胆外表面进行氟橡胶溶液涂覆1 10 次，厚度为0. 1 1mm，每涂一次在空气中干燥一次，涂覆完成后便得到准成品人工胆管；
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(4)对准成品人工胆管进行真空干燥、密封包装、灭菌消毒处理后即获得可供临床 应用的人工胆管。所述步骤(1)中的聚四氟乙烯生料管管壁厚度为0. 5 1毫米。本发明采用摩擦系数较小、与水接触角小并能抗胆汁腐蚀的聚四氟乙烯软管为人 工胆管内层材料，其光滑的内表面可以减少胆汁在管道内的流动阻力。但从电子显微镜下 可以观察到，由于聚四氟乙烯本身不能熔融，软管是通过挤压拉伸而形成的，因此管体存在 大量细微孔隙，可能会引起胆汁渗漏，因此需在聚四氟乙烯软管内胆外表面涂覆氟橡胶以 封堵孔隙。由于聚四氟乙烯的化学惰性，直接涂覆氟橡胶是不可行的。前面提及杨庆等人杨庆等.聚四氟乙烯/氟橡胶复合人工胆管及其制备(CN200910056504. 4)配制萘-钠 四氢呋喃溶液对聚四氟乙烯表面进行处理，虽然亲水性有很大改善，氟橡胶的黏附也很好， 但是聚四氟乙烯表面会变为黑色，大大影响了人工胆管的外观。因此本发明对聚四氟乙烯 表面改用氦等离子体进行改性处理，改性后聚四氟乙烯表面外观上没有什么改变，但是亲 水性能已大大得到提高，氟橡胶的涂覆性能也大大改善。通过配制不同浓度的氟橡胶溶液 以及控制氟橡胶的涂覆次数可调控人工胆管的强度、渗透性以及柔软性。有益效果(1)本发明的人工胆管具备白色外观、优异柔软性、良好生物相容性、临床应用便 利性、时间耐久性以及较好的力学强度的特点，安全性高、结构简单、操作方便，适用于胆管 替代物；(2)本发明的制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。
图1为氦等离子体处理后制备的人工胆管示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。实施例1取管壁厚度为0. 5毫米的聚四氟乙烯生料管，在软管表面螺旋缠绕一层聚四氟乙 烯薄膜，放入高温炉中在330°C恒温加热20分钟，使薄膜与软管之间产生粘结成为人造胆 管的内胆。对内胆用氦等离子体进行外表面改性处理，控制反应室真空度为15帕，放电功 率为70瓦，处理时间为20秒，经视频接触角测量仪测得其接触角降低至12. Γ。对氦等 离子体处理后的内胆清洗干燥后，将氟橡胶-丙酮溶液(氟橡胶与丙酮质量比为1 30) 在表面涂覆_干燥5遍。再将其置于55°C真空烘箱中恒温加热30分钟以抽取残余丙酮溶 剂。取出产品冷却至环境温度后，经扫描电镜及水渗透量测试，可见胆管表面孔隙已被氟橡 胶完全封闭。随后对胆管进行密封包装、灭菌消毒处理，人工胆管的制备结束。本材料可适 用于较小型号的胆管替代物。实施例2取管壁厚度为0. 8毫米的聚四氟乙烯生料管，在软管表面螺旋缠绕一层聚四氟乙烯薄膜，放入高温炉中在340°C恒温加热15分钟，使薄膜与软管之间产生粘结成为人造胆 管的内胆。对内胆用氦等离子体进行外表面改性处理，控制反应室真空度为15帕，放电功 率为100瓦，处理时间为120秒，经视频接触角测量仪测得其接触角降低至35. 7°。对氦等 离子体处理后的内胆清洗干燥后，将氟橡胶-丙酮溶液(氟橡胶与丙酮质量比为1 30) 在表面涂覆_干燥7遍。再将其置于55°C真空烘箱中恒温加热30分钟以抽取残余丙酮溶 剂。取出产品冷却至环境温度后，经扫描电镜及水渗透量测试，可见胆管表面孔隙已被氟橡 胶完全封闭。随后对胆管进行密封包装、灭菌消毒处理，人工胆管的制备结束。本材料可适 用于中型号的胆管替代物。实施例3取管壁厚度为1毫米的聚四氟乙烯生料管，在软管表面螺旋缠绕一层聚四氟乙烯 薄膜，放入高温炉中在350°C恒温加热10分钟，使薄膜与软管之间产生粘结成为人造胆管 的内胆。对内胆用氦等离子体进行外表面改性处理，控制反应室真空度为15帕，放电功率 为150瓦，处理时间为10秒，经视频接触角测量仪测得其接触角降低至17.0°。对氦等离 子体处理后的内胆清洗干燥后，将氟橡胶-丙酮溶液(氟橡胶与丙酮质量比为1 30)在 表面涂覆-干燥10遍。再将其置于55°C真空烘箱中恒温加热30分钟以抽取残余丙酮溶 剂。取出产品冷却至环境温度后，经扫描电镜及水渗透量测试，可见胆管表面孔隙已被氟橡 胶完全封闭。随后对胆管进行密封包装、灭菌消毒处理，人工胆管的制备结束。本材料可适 用于较大型号的胆管替代物。
权利要求
一种人工胆管，其特征在于采用聚四氟乙烯软管作为内胆基材，内胆基材表面为氦等离子体处理层，其厚度为1～20nm，并在氦等离子体处理层表面涂覆氟橡胶浇铸层，浇铸层的厚度为0.1～1mm。
2.一种采用氦等离子体技术制备人工胆管的方法，包括(1)在聚四氟乙烯生料管表面缠绕聚四氟乙烯超薄膜，然后置于高温炉中在320 340°C恒温加热10 40分钟；(2)用氦等离子体对聚四氟乙烯内胆表面进行处理，形成氦等离子体处理层，厚度为 1 20nm ；反应室真空度为15士 10帕，放电功率为20 300瓦，处理时间为5 300秒；(3)将氟橡胶加入到丙酮溶剂中，其中氟橡胶和丙酮的质量比为1 5 50，搅拌使氟 橡胶溶解，对上述改性处理后的聚四氟乙烯内胆外表面进行氟橡胶溶液涂覆1 10次，厚 度为0. 1 1mm，每涂一次在空气中干燥一次，涂覆完成后便得到准成品人工胆管；(4)对准成品人工胆管进行真空干燥、密封包装、灭菌消毒处理后即获得可供临床应用 的人工胆管。
3.根据权利要求2所述的一种采用氦等离子体技术制备的人工胆管的制备方法，其特 征在于所述步骤(1)中的聚四氟乙烯生料管管壁厚度为0. 5 1毫米。
全文摘要
本发明涉及一种人工胆管及其制备方法，该人工胆管为采用聚四氟乙烯软管作内胆基材，经氦等离子体表面处理后再浇铸氟橡胶制备而成的复合柔性管状物。制备方法包括(1)在聚四氟乙烯生料管表面缠绕聚四氟乙烯超薄膜，加热使薄膜与软管之间产生粘结成为内胆；(2)用氦等离子体对聚四氟乙烯内胆表面进行处理；(3)对上述改性处理后的聚四氟乙烯内胆外表面进行氟橡胶溶液涂覆，得到准成品人工胆管；(4)对准成品人工胆管进行处理后即获得可供临床应用的人工胆管。本发明的人工胆管具备良好的生物相容性以及较好的力学强度，适用于胆管替代物；其制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。
文档编号A61L27/16GK101972176SQ20101053822
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者史同娜, 杨庆, 沈新元, 章悦庭, 郯志清 申请人:东华大学