一种一体成型三层机织仿真人造血管的制作方法

专利名称：一种一体成型三层机织仿真人造血管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种一体成型三层机织仿真人造血管，属于生物医用纺织制品技术领域。
背景技术：
血管移植是目前治疗血管缺损性疾病的有效手段。当前，用于血管移植的血管替代品有来自自体或异体的血管及其他管道组织，直接或经过脱细胞等加工后使用；也有其他利用机织、针织或非织方法制成的人造血管。现在纺织型人造血管已在血管移植领域广泛应用并取得了良好的效果。但是，虽然在临床上得到了广泛的应用，由于要同时兼顾机械强度、管壁弹性、防止手术时管壁漏血以及促进细胞组织长入等功能，寻找最接近于人体血管结构的纺织结构显得尤为重要。人体动脉血管管壁主要由外膜、中膜、内膜三层组成，中膜中含有弹性纤维和胶原纤维，弹性纤维具有使扩张的血管回缩的作用，胶原纤维起维持张力的作用，具有支持功能。一般中膜的厚度较大，其中分布有相当数量的小血管(Imm以下)，这些小血管进入外膜后分支成毛细血管，分布到外膜和中膜。营养血管在血管的生长中具有十分重要的作用。如果没有相应的结构和足够的空间，营养血管就无法长入，那么人造血管内组织的生长等就得不到营养供应，会影响血管在人体内的长期存在。传统单层或双层人造血管由于没有与人造血管相应的三层结构，植入后就不能为营养血管的生长提供充足的空间与营养，血管外膜和中膜得不到足够的营养供应，不利于在体内的长期存在；且传统单层或双层人造血管所用材料一般是不可降解的，长期植入后其结构有可能对人体自身组织的生长产生阻碍作用，不利于长期植入。现有的纺织型人造血管主要有如下几种(1)纺织型的单层人造血管，如中国专利(公开号CN 1565394A和授权号CN20134972Y)所描述的，利用基础组织的变化来实现人造血管的要求，但是单层管壁的水渗透性等需要通过组织的经纬纱密度以及纱线的粗细来控制，管壁弹性及水渗透性很难同时达到要求，且管壁孔隙可能会达不到要求，影响植入后细胞的长入；(2)通过单层纺织基人造血管上涂层胶原蛋白、丝素蛋白或者胶原丝素共混膜的方法，如中国专利(授权号100364620C，授权号100364621C和公开号100364619C)，来减小管壁上的孔隙，避免手术时渗血，但其管壁弹性和厚度有限，且涂层的均勻性等仍需探究；(3)利用针织、机织或其与其他方法结合的方法获得双层纺织型人造血管，如中国专利 (授权号CN101069756B，公开号CN101069757B和公开号101066476A)，但是双层人造血管在结构上还是有异于人体血管的管壁结构，不利于长期植入。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种与人体血管管壁结构相似的一体成型三层机织仿真人造血管，使人造血管在结构上最大程度地接近人体动脉血管的结构，人造血管管壁具有良好的弹性和蓬松性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种一体成型三层机织仿真人造血管，其特征在于，包括外层机织结构、中层机织结构和内层机织结构，外层机织结构、中层机织结构和内层机织结构通过接结纱连接在一起。优选地，所述的外层机织结构采用斜纹或缎纹组织，经纱采用30D-50D涤纶复丝，纬纱采用30D-50D涤纶复丝；所述的中层机织结构采用斜纹组织，经纱和纬纱均采用 30D-50D的涤纶变形丝与可降解材料合股所成纱线；所述的内层机织结构采用平纹组织， 经纱采用30D-50D涤纶单丝，纬纱采用20D-30D涤纶单丝。优选地，所述的外层机织结构的经纱密度为300-500根/10cm、纬纱密度为 400-500根/IOcm ；中层机织结构的经纱密度为500-600根/10cm、纬纱密度为400-500根 /IOcm ；内层机织结构的经纱密度为800-1000根/10cm、纬纱密度为1000-1500根/10cm。优选地，所述的可降解材料为胶原、甲壳素、聚乙烯醇、聚己内酯、聚乙交酯、聚对二氧环己酮、聚乳酸、聚乙丙交酯或聚对二氧杂环己酮。优选地，所述的外层机织结构的水渗透性为800-1500ml/cm2 · min,中层机织结构 (2)的水渗透性为400-700ml/cm2 · min,内层机织结构的水渗透性为100-300ml/cm2 · min, 外层机织结构、中层机织结构和内层机织结构的整体水渗透性为100-200ml/Cm2*min，顺应性为 2. 2%/100mmHg-3. 28%/IOOmmHgo优选地，所述的外层机织结构、中层机织结构和内层机织结构之间通过里经接结法、联合接结法或接结纬接结法连接。本发明具有如下有益效果
(1)、本发明的一体成型三层机织仿真人造血管与人体血管结构相似，通过两组接结纱，外、中、内三层相互连接，构成与人体动脉血管管壁结构相近的、具有良好管壁弹性和蓬松性的完整的管壁结构，植入体内后有利于人体营养血管等的生长，与一般单层或双层的人造血管相比更接近人体的三层血管壁，更有利于人造血管的长期植入。(2)、本发明的一体成型三层机织仿真人造血管的外层组织密度较小，纱线间孔隙较大，利于细胞、组织的长入；中层结构蓬松，具有较好的弹性，孔隙适中，为血管壁提供较好的弹性以及提供营养血管生长的空间；内层组织密度较大，孔隙较小，且管壁平滑，利于血液流动，可有效防止纺织人造血管移植时管壁的渗血，复丝中较细的单丝有利于内皮细胞的生长。(3)、本发明的一体成型三层机织仿真人造血管的中层中采用了可降解材料，植入一定时间后人造血管中可降解材料降解，使体内细胞组织顺利长入形成内皮细胞层，其形成更为蓬松的中层结构，能为人体组织细胞及营养血管等的成长提供更为充足的空间。


图1为一体成型三层机织仿真人造血管结构示意图；1为外层血管壁，2为中层血
管壁，3为内层血管壁。图2为外层组织结构组织图；4为经组织点，5为纬组织点； 图3为中层组织结构组织图；4为经组织点，5为纬组织点；
图4为内层组织结构组织图；4为经组织点，5为纬组织点；
图5为外层与中层的纬向截面图；① ④为夕卜层经纱，ω Θ为中层经纱，6为外层纬纱，7为中层纬纱。图6为中层与内层的纬向截面图；① ⑩为中层经纱， 和⑩为内层经纱，7为中层纬纱，8为内层纬纱。图7为管壁纬向截面图；① ④为外层经纱，①为中层经纱， 和 为内层经纱，6为外层纬纱，7为中层纬纱，8为内层纬纱。
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，在阅读了本发明的内容之后，本领域人员可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
如图1所示，为一体成型三层机织仿真人造血管结构示意图，所述的一种一体成型三层机织仿真人造血管包括外层机织结构1、中层机织结构2和内层机织结构3，外层机织结构1和中层机织结构2之间采用里经接结法连接，中层机织结构2和内层机织结构3之间同样采用里经接结法连接。如图2所示，为外层组织结构示意图，外层机织结构1为2/2斜纹组织，经纱和纬纱均采用30D/12f涤纶纤维，如图3所示，为中层组织结构示意图，中层机织结构2为3/1 斜纹组织，经纱和纬纱均采用涤纶变形丝与甲壳素纤维合股所成纱线，规格为30D/12f ；如图4所示，为内层组织结构示意图，内层机织结构3为1/1平纹组织，经纱采用30D/lf涤纶纤维，纬纱采用20D/12f涤纶纤维。外层机织结构1和中层机织结构2之间采用里经接结法连接(即织造外层时，中层相应经纱提起与外层纬纱交织)，如图5所示，为外层与中层的纬向截面图；中层机织结构2和内层机织结构3之间通过里经接结法连接(即织造中层时， 内层相应经纱提起与中层纬纱交织)，如图6所示，为中层与内层的纬向截面图。由接结纱将外层机织结构1、中层机织结构2、内层机织结构3连接成一个整体的管壁结构，如图7所示，为管壁纬向截面图。血管设计直径为6mm。在织机上织制三层管状织物，外层机织结构1经纱密度为500根/10cm、纬纱密度为400根/IOcm ；中层机织结构2经纱密度为500根/10cm、纬纱密度为500根/IOcm ；内层机织结构3经纱密度为1000根/10cm、纬纱密度为1500根/10cm。外层机织结构1的水渗透性为lOOOml/cm2 · min,中层机织结构2的水渗透性为 700ml/cm2 -min,内层机织结构3的水渗透性为180ml/cm2 ·π η，外层机织结构1、中层机织结构2和内层机织结构3的整体水渗透性为180ml/cm2 · min，顺应性为2. 8%/IOOmmHgo人造血管孔隙率为65%。将织好的血管剪成Icm2的圆片，置于96孔板中，并准备相同大小的市售单层涤纶人造血管作为对照置于96孔板中另一孔中，做好标记，并用环氧乙烷灭菌。将成纤维细胞及配置好的MTT (噻唑蓝)与高糖型DMEM (含各种氨基酸和葡萄糖的培养基)培养基加入置有试样的孔中，在培养箱中培养4h。4h后除去培养基后加入DMSO (二甲基亚砜)，在摇床上低速震荡15-20min，在0D490nm出测量两孔的吸光光度值。一体成型三层机织仿真人造血管OD值为1. 5，商用单层涤纶人造血管OD值为1. 0，一体成型三层机织仿真人造血管OD值大于商用单层涤纶人造血管，证明该三层结构人造血管有利于细胞生长。实施例2
一种一体成型三层机织仿真人造血管包括外层机织结构1、中层机织结构2和内层机织结构3，外层机织结构1和中层机织结构2之间通过外加的纬向接结纱相互交织，中层机织结构2和内层机织结构3之间通过外加的纬向接结纱相互交织。外层机织结构1为5/2缎纹组织，经纬纱均采用50D/36f涤纶纤维；中层机织结构2为3/1斜纹，经纱、纬纱均采用涤纶变形丝与聚乙丙交酯(PLGA)合股所成纱线，规格为 40D/12f ；内层机织结构3为1/1平纹组织，经纱采用40D/lf涤纶纤维，纬纱采用30D/12f 涤纶纤维。织造过程中引入接结纬纱，其中外层机织结构1与中层机织结构2之间引入 40D/36f涤纶纤维作为接结纬纱，将织造过程中将外层机织结构1和中层机织结构2管壁连接；中层机织结构2与内层机织结构3之间引入40D/12f涤纶纤维作为接结纬纱。由接结纱将外层机织结构1、中层机织结构2、内层机织结构3连接成一个整体的管壁结构。设计直径为18mm。在织机上制织三层管状织物，外层机织结构1经纱密度为400根/10cm、纬纱密度为500根/IOcm ；中层机织结构2经纱密度为600根/10cm、纬纱密度为400根/IOcm ；内层机织结构3经纱密度为800根/10cm、纬纱密度为1500根/10cm。外层机织结构1的水渗透性为1200ml/cm2 · min,中层机织结构2的水渗透性为 600ml/cm2 -min,内层机织结构3的水渗透性为200ml/cm2 ·π η，外层机织结构1、中层机织结构2和内层机织结构3的整体水渗透性为175 ml/cm2 · min，顺应性为3. l%/100mmHgo人造血管孔隙率为68%。将织好的血管剪成Icm2的圆片，置于96孔板中，并准备相同大小的市售单层涤纶人造血管作为对照置于96孔板中另一孔中，做好标记，并用环氧乙烷灭菌。将成纤维细胞及配置好的MTT (噻唑蓝)与高糖型DMEM (—种含各种氨基酸和葡萄糖的培养基)培养基加入置有试样的孔中，在培养箱中培养4h。4h后除去培养基后加入DMSO (二甲基亚砜)， 在摇床上低速震荡15-20min，在0D490nm出测量两孔的吸光光度值。一体成型三层机织仿真人造血管OD值为1. 45，商用单层涤纶人造血管OD值为0. 94，一体成型三层机织仿真人造血管OD值大于商用单层涤纶人造血管，证明该三层结构人造血管有利于细胞生长。实施例3
一种一体成型三层机织仿真人造血管包括外层机织结构1、中层机织结构2和内层机织结构3，外层机织结构1和中层机织结构2之间通里经接结法连接，中层机织结构2和内层机织结构3之间通过表经接结法连接。外层机织结构1为2/2斜纹组织，经纬纱均采用40D/12f涤纶纤维；中层机织结构 2为2/2斜纹，经纱、纬纱均采用涤纶变形丝与聚乳酸(PLA)合股所成纱线，规格为40D/12f ； 内层机织结构3为1/1平纹组织，经纱采用20D/lf涤纶纤维，纬纱采用50D/12f涤纶纤维。 外层机织结构1和中层机织结构2之间采用里经接结法连接(即织造外层时，中层相应经纱提起与外层纬纱交织)，中层机织结构2和内层机织结构3之间通过表经接结法连接(即织造内层时，中层经纱下降与内层纬纱交织)。由接结纱将外层机织结构1、中层机织结构2、 内层机织结构3连接成一个整体的管壁结构。设计直径为42mm。在织机上制织三层管状织物，外层机织结构1经纱密度为450根/10cm、纬纱密度为500根/IOcm ；中层机织结构2经纱密度为550根/10cm、纬纱密度为450根/IOcm ；内层机织结构3经纱密度为900根/10cm、纬纱密度为1400根/10cm。外层机织结构1的水渗透性为1400ml/cm2 · min,中层机织结构2的水渗透性为 600ml/cm2 -min,内层机织结构3的水渗透性为195ml/cm2 ·π η，外层机织结构1、中层机织结构2和内层机织结构3的整体水渗透性为185 ml/cm2 ·π η，顺应性为2. 6%/IOOmmHgo人造血管孔隙率为63%。将织好的血管剪成Icm2的圆片，置于96孔板中，并准备相同大小的市售单层涤纶人造血管作为对照置于96孔板中另一孔中，做好标记，并用环氧乙烷灭菌。将成纤维细胞及配置好的MTT (噻唑蓝)与高糖型DMEM (—种含各种氨基酸和葡萄糖的培养基)培养基加入置有试样的孔中，在培养箱中培养4h。4h后除去培养基后加入DMSO (二甲基亚砜)， 在摇床上低速震荡15-20min，在0D490nm出测量两孔的吸光光度值。一体成型三层机织仿真人造血管OD值为1. 48，商用单层涤纶人造血管OD值为0. 97，一体成型三层机织仿真人造血管OD值大于商用单层涤纶人造血管，证明该三层结构人造血管有利于细胞生长。
权利要求
1.一种一体成型三层机织仿真人造血管，其特征在于，包括外层机织结构(1 )、中层机织结构(2)和内层机织结构(3)，外层机织结构(1)、中层机织结构(2)和内层机织结构(3) 通过接结纱连接在一起。
2.如权利要求1所述的一体成型三层机织仿真人造血管，其特征在于，所述的外层机织结构(1)采用斜纹或缎纹组织，经纱采用30D-50D涤纶复丝，纬纱采用30D-50D涤纶复丝；所述的中层机织结构(2)采用斜纹组织，经纱和纬纱均采用30D-50D的涤纶变形丝与可降解材料合股所成纱线；所述的内层机织结构(3)采用平纹组织，经纱采用30D-50D涤纶单丝，纬纱采用20D-30D涤纶单丝。
3.如权利要求2所述的一体成型三层机织仿真人造血管，其特征在于，所述的外层机织结构(1)的经纱密度为300-500根/10cm、纬纱密度为400-500根/IOcm ；中层机织结构 (2)的经纱密度为500-600根/10cm、纬纱密度为400-500根/IOcm ；内层机织结构(3)的经纱密度为800-1000根/10cm、纬纱密度为1000-1500根/10cm。
4.如权利要求2所述的一体成型三层机织仿真人造血管，其特征在于，所述的可降解材料为胶原、甲壳素、聚乙烯醇、聚己内酯、聚乙交酯、聚对二氧环己酮、聚乳酸、聚乙丙交酯或聚对二氧杂环己酮。
5.如权利要求1所述的一体成型三层机织仿真人造血管，其特征在于，所述的外层机织结构(1)的水渗透性为800-1500ml/cm2 · min,中层机织结构(2)的水渗透性为 400-700ml/cm2 · min,内层机织结构(3)的水渗透性为100-300ml/cm2 · min，外层机织结构 (1)、中层机织结构(2)和内层机织结构(3)的整体水渗透性为100-200ml/cm2 · min，顺应性为 2. 2%/100mmHg-3. 28%/IOOmmHgo
6.如权利要求1所述的一体成型三层机织仿真人造血管，其特征在于，所述的外层机织结构(1 )、中层机织结构(2)和内层机织结构(3)通过里经接结法、联合接结法或接结纬接结法连接。
全文摘要
本发明涉及一种一体成型三层机织仿真人造血管，其特征在于，包括外层机织结构、中层机织结构和内层机织结构，外层机织结构、中层机织结构和内层机织结构连接在一起。本发明的一体成型三层机织仿真人造血管与人体血管结构相似，通过两组接结纱，外、中、内三层相互连接，构成与人体动脉血管管壁结构相近的、具有良好管壁弹性和蓬松性的完整的管壁结构，植入体内后有利于人体营养血管等的生长，与一般单层或双层的人造血管相比更接近人体的三层血管壁，更有利于人造血管的长期植入。
文档编号A61F2/06GK102206888SQ20111014260
公开日2011年10月5日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者关国平, 周浩, 彭蕾, 杨小元, 王宇骅, 王璐 申请人:东华大学