利用蚕茧的血管补片及其制造方法与流程

本发明涉及一种利用蚕茧的血管补片及其制造方法。更详细地说，本发明涉及一种具有生物相容性且能够在有效维持血管内径的同时在血管的缺损部位促进血管内皮细胞生长的利用蚕茧的血管补片及其制造方法。
背景技术：
：在进行如颈淋巴结清除术、口腔肿瘤切除术、颌面创伤手术等口腔颌面部的外科手术时，尤其是当病变部位紧邻血管时，可能会导致血管损伤。在发生损伤时，会选择对血管进行结扎或直接缝合处理。但是对于如经常在颈淋巴结清除术中遇到的颈动脉等大血管，经常有报告指出结扎处理会导致如脑梗塞等各种并发症。除此之外，对严重损伤的血管进行直接缝合处理还可能会引起血管狭窄，并因此导致脑梗塞或血管功能障碍所引发的神经系统并发症。因此，目前急需开发出一种能够在保持损伤血管原有功能的同时促进其再生的简单的临床处理方法及其材料。为了减少因为直接缝合而导致的如血管狭窄、血管阻塞等并发症的出现，在心血管系统疾病的损伤血管修复中经常使用血管补片。很多有关于直接缝合和血管补片在损伤血管的治疗方面的对比研究结果显示，血管补片的治疗结果普遍优于直接缝合处理。但是，利用如PET、ePTFE、Gore-Tex等合成聚合物制成的传统的血管补片因为其生物相容性极差而非常容易导致血栓性血管狭窄和血管钙化现象，所以很难长时间执行血管功能。此外，不良的生物相容性还有可能诱发炎症或组织坏死现象，而且上述血管补片的价格也非常昂贵。与此同时，因为大多数血管补片主要适用于心脏血管，所以在口腔颌面部的相对较薄的血管中应用时会受到诸多限制。因此，利用生物相容性材料制成且能够保持血管形态而不会导致其阻塞现象的血管补片相关的研究工作正在持续开展。作为相关技术，可以参考韩国生物技术与生物工程学会2003年学术出版物(利用骨髓间充质干细胞和生物可降解基质的血管补片研发)和韩国未经审查的专利申请公开说明书第10-2013-0051602号(标题为“真皮替代用3维丝素纤维及其制造方法”)。专利内容本发明的目的在于提供一种利用蚕茧的血管补片及其制造方法，因为具有良好的生物相容性，能够在不会导致组织异物反应或炎症现象的情况下促进内皮细胞的生长，从而实现血管壁的再生，此外还能够防止血管狭窄现象的发生，从而有效地保持良好的血液循环状态和血管的内径。本发明的另一目的在于提供一种利用蚕茧的生物相容性血管补片及其制造方法，能够以相对简单的方式制造，从而相比传统的血管补片降低其制造成本。下面将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。为了便于本领域的技术人员能够实现本发明，将对这些实施例进行详细的说明。应当理解的是，本发明的各个实施例均不相同，并不一定是相互排斥的。例如，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明的一个实施例中所描述的具体形状、构造以及特征也能够在另一个实施例中实现。此外应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，能够对各个公开实施例中各部件的位置以及排列进行变更。因此，下面的详细说明不应被理解为对本发明的限制。此外，本发明的范围仅由所附的权利要求书及其可适用的等同物决定。为了实现上述目的，首先，本发明提供一种利用蚕茧的血管补片，通过将蚕茧分割成两个或两个以上的特定形态切片而制造，而上述蚕茧具有特定厚度的外壳。在适用本发明的一示范性实施例中，各个上述切片能够被分割成具有第二厚度的薄片状切片，而上述第二厚度小于上述第一厚度。在适用本发明的另一示范性实施例中，具有第二厚度的薄片状切片能够是上述蚕茧的内层、中层或外层。在适用本发明的另一示范性实施例中，薄片状切片能够是经过灭菌或包装处理。此外，本发明提供一种利用蚕茧片的血管补片的制造方法，包括：第1步骤，将蚕茧分割成两个或两个以上的特定形态切片，而上述蚕茧具有特定厚度的外壳；第2步骤，将各个上述切片分割成具有第二厚度的薄片状切片，而上述第二厚度小于上述第一厚度。在适用本发明的一示范性实施例中，上述方法还能够包括：第3步骤，对通过第2步骤制造的具有第2厚度的切片进行包装。在适用本发明的另一示范性实施例中，上述方法还能够包括：在各个步骤之前或之后进行至少一次灭菌处理的步骤。在适用本发明的另一示范性实施例中，具有第二厚度的薄片状切片能够是上述蚕茧的内层、中层或外层。适用本发明的利用蚕茧的血管补片，在应用于血管缺损部位的缝合之后无需进行移除且细胞培养能力和血管内径维持能力非常优秀，因此能够有效地保障血管的血液循环。此外，利用蚕茧的血管补片因为其制造方法简单，因此能够实现相比传统的血管补片更高的成本效益。附图说明图1是适用本发明之一实施例的利用蚕茧的血管补片制造过程示意图。图2是适用本发明之变形实施例的利用蚕茧的血管补片制造过程示意图。图3是适用本发明的利用蚕茧的血管补片和作为对照组的Gore-Tex血管补片的形态示意图。图4是利用适用本发明的血管补片和对照组即Gore-Tex血管补片缝合血管缺损部位以及直接缝合血管缺损部位的照片。图5是对血管缺损部位进行缝合并经过一周和三周之后血管的收缩期血流峰值速度对比图。图6是为了指示血管缺损部位的位置而在血管缺损部位的近中远侧放置铁丝的照片。图7是利用适用本发明的血管补片、常规Gore-Tex血管补片以及直接缝合方式对血管缺损部位进行重建并经过三周之后的血管造影照片。图8是利用适用本发明的血管补片、Gore-Tex血管补片以及直接缝合方式对血管缺损部位进行重建并经过两周之后的血管组织横截面照片。具体实施方式除非另有定义，否则本说明书中所使用的所有术语与示例实施例所属
技术领域：
之一般技术人员通常理解的含义相同。此外，除非在本说明书中进行了明确的定义，否则已经在词典中做出定义的术语与其在相关领域的上下文中的含义相同，且不应被解释为过于理想化或形式化的含义。传统的人造补片大多数是利用聚酯或PTFE制造。在将上述人造补片应用到人体时，可能会导致感染、吻合后血管舒张、血栓性闭塞以及缝合孔出血等现象。使用人造补片的手术操作必须在考虑到材料特性的前提下进行。最近由W.L.Gore(美国亚利桑那州弗拉格斯塔夫)开发出的Gore-Tex补片，至今还没有被证实其能够实现安全长期的血管舒张或内膜增生效果。一旦失败，则长时间使用的补片必将导致体内毒性或作为异物残留在体内的问题。为此，本发明人通过对血管补片的广泛而深入的研究，开发出了本发明中的利用具有生物相容性的蚕茧制造的血管补片，不仅具有非常优秀的细胞粘连和培养能力，而且在适用到体内时不会引起炎症反应。下面，将结合图1对适用本发明的利用蚕茧的人造血管补片的制造方法进行详细说明。1.第1步骤：制备具有第一厚度的蚕茧切片。如图1A所示，制备具有第一厚度外壳的蚕茧10。蚕茧是指由蚕通过吐丝纺成的壳体，作为制作蚕丝的材料使用。本发明通过使用蚕茧这一闲置资源开发出高附加价值的产品，使养蚕农户的经济收益大幅增加。蚕在吞食干净桑叶的同时自然制成的蚕茧没有任何毒性且非常适合于作为环保型材料使用。因此，本发明使用蚕茧10作为血管补片材料使用。通过对蚕茧10进行如图1B至1E所示的处理，制作成两个或两个以上的分别具有第一厚度的平面切片。更详细地说，如图1B所示，将椭圆形的蚕茧10沿着切割线11切割成两半。切割成两半之后的蚕茧如图1C所示，呈半椭圆形形状且露出其内表面13。接下来，通过沿着边缘对具有弯曲内表面13的半个蚕茧的多个位置进行切割，使其展开成如图1D所示的一定程度的平面状，然后对平面状区域进行切割，从而获得如图1E所示的具有第一厚度的蚕茧切片20。通过本发明制造的血管补片并不一定需要具有平坦的表面。因为蚕茧本身具有椭圆球状形态，所以在需要时能够利用切割后蚕茧的弯曲形状制作血管补片。当作为较小的血管补片进行使用时，因为其蚕茧切片具有较小的面积而可能相对比较平坦。而与此相反，当从切割后的半个蚕茧裁切出相对较大面积时，血管补片可能具有弯曲的表面。接下来，将结合图2对制作具有第一厚度的蚕茧切片的变形实施例方法进行说明。详细地说，如图2B及2C所示，沿着第二切割线15以及第三切割线17对椭圆形的蚕茧10进行切割，使得蚕茧10露出其内表面13。接下来，按照如图2D所示的方式将具有弯曲表面的切割后的蚕茧展开，然后裁切出如图2E所示的具有第一厚度的蚕茧切片20。结合图1以及图2介绍的蚕茧切片的制造方法仅为示例性说明，并不是对实现方法做出的限制。具有第一厚度的蚕茧切片能够通过如图1以及图2所示的方法对蚕茧进行切割而制造，但也能够通过其他切割方法或顺序进行制造。2.第2步骤：制造具有第二厚度的蚕茧切片(血管补片)因为通过第1步骤制备的具有第一厚度的蚕茧切片20由蚕茧外壳的多层结构构成，所以能够将多层结构剥离成更薄的层并作为血管补片使用。虽然通过第1步骤制备的具有第一厚度的蚕茧切片20本身也能够作为血管补片使用，但通过对其厚度进行拆分能够得到具有第二厚度的蚕茧切片30。因此，上述第二厚度小于上述第一厚度。如上所述，上述具有第一厚度的蚕茧切片也能够不对其厚度进行拆分减小而直接将其本身作为血管补片使用。通过上述方式制造的蚕茧切片30能够直接作为血管补片使用。在必要时，也能够对其进行灭菌或化学处理。例如，能够利用如4-己基间苯二酚等抗血栓形成剂对补片进行处理，以便防止血栓的形成。根据蚕的类型，蚕茧外壳的厚度(第一厚度)约为0.3至1.0mm。原则上，本发明能够使用任意类型的蚕茧。但是为了实现本发明的目的，使用外壳厚度为0.5至0.8mm的蚕茧。在本发明中，蚕茧的外壳被分割成内层、中层以及外层。首先，外层是指与外壳的外部25％对应的部分。内层是指与外壳的内部15％对应的部分。其他与整体外壳厚度的60％对应的部分，即除外层和内层之外的剩余的蚕茧外壳中间部分为中层。即，从外表面到对应于整体外壳厚度之25％的外层部分的蚕茧切片，其特征在于具有较高的延伸率。而厚度对应于整体外壳厚度之60％的中层部分，因为其高孔隙率而呈现出较高的细胞培养能力。占整体外壳厚度之剩余的15％的内层部分，具有平滑的表面和较高的抗张强度。本发明能够使用内层、中层或外层部分的任意蚕茧切片，但最好是使用内层部分为宜。虽然分层的数量与蚕茧外壳的厚度有关，但实际上能够很容易地将蚕茧片剥离成多达16层薄片。根据血管补片的类型和用途所需的强度和延伸率，能够决定上述薄片的厚度。实际上利用外壳厚度为0.5至0.8mm的蚕茧，能够通过分层制造出厚度为0.01至0.7mm的血管补片。但是如上所述，上述具有第一厚度的蚕茧切片也能够不对其进行分层而直接作为血管补片使用。根据血管补片的用途，能够选用不同厚度的蚕茧切片30。发明实例接下来为了便于更好地理解本发明，将结合下述实例对本发明进行更为详细的说明，但下述说明并不是对本发明做出的限制。实例1：血管补片的制备在适用本发明的血管补片的制备过程中，首先对蚕茧10进行灭菌和清洗处理。然后从适当的位置对经过灭菌和清洗处理的蚕茧10进行切割使其露出内表面。接下来，对切割后的蚕茧进一步进行处理使其弯曲的内表面趋于平坦。接下来将趋于平坦的蚕茧切割成矩形切片20，然后通过剥离出蚕茧的最内侧表面13得到内层，再将剩余的部分剥离成中层以及与内层相对的外层。按照不同的蚕茧层，对利用蚕茧的血管补片的机械特性进行了测定。为此，使用万能测试装置(韩国大荣)进行了抗张测试。所使用测试式样的大小为2.5×0.07(宽度×长度)mm。将初始标距长度设置为10mm之后，按照10mm/min的速率对试样进行了拉伸。测试结果如下表1所示。表1[表1]抗张强度(MPa)延伸率(％)内层(实例1)60.205.312.451.5中层(实例3)46.192.215.051.7外层(实例2)29.363.118.931.3通过表1中的数据可以得知，利用蚕茧的血管补片在不同层上的抗张强度和延伸率各不相同。所检测到的抗张强度最高的是内层，而所测量到的延伸率最高的是外层。在本发明的一实施例中，将10g抗张强度高于其他层的内层部分投入到抗血栓形成剂4-己基间苯二酚的3％溶液中并浸泡24小时。将经过4-己基间苯二酚浸渍的内层部分投入到45℃的烤箱中蒸发掉酒精成分。酒精蒸发后的内层部分重量为10.3g。在作为血管补片使用之前，利用环氧乙烷(E.O.)气体对酒精蒸发后的蚕茧内层部分进行灭菌处理。利用扫描电子显微镜(SEM)对上述按照本发明制造的的血管补片的形态进行了观察，同时作为对照组使用了市售的Gore-Tex补片，其结果如图3所示。测试实例1：超声分析1.方法(1)血管壁缺损部位的缝合利用按照实例1中的方法制造的利用蚕茧的血管补片对血管缺损部位进行了缝合。作为实验动物，使用了七只白鼠。首先，剃除白鼠右侧颈部的毛发使其右侧颈动脉部位的皮肤露出之后对皮肤进行消毒。利用显微外科手术剪剪断右侧颈动脉，形成大小为0.5×1mm的血管缺损部位。利用通过上述步骤制造的利用蚕茧的血管补片对缺损部位进行恢复，接下来利用10-0单丝尼龙线(韩国爱丽)对血管补片进行固定。作为对照组1，使用市售的Gore-Tex血管补片对血管壁的缺损部位进行缝合。作为对照组2，使用10-0单丝尼龙线(韩国爱丽)对血管缺损部位进行直接缝合。图4是利用不同的方法对血管壁的缺损部位进行缝合的照片。(2)超声分析方法为了检查缝合的血管缺损部位是否有血液流过以及是否变窄，对其进行了超声分析。通过利用超声检查测量血管的收缩期血流峰值速度(PSV)，对血管的功能性再生情况进行了检查。2.测试结果图5是对血管缺损部位进行缝合并经过一周和三周之后血管的PSV值对比图。在进行缝合一周之后如图5所示，在通过利用蚕茧的血管补片进行缝合的血管中测量到的PSV值为41.207.92cm/s，在通过对照组1即Gore-Tex血管补片进行缝合的血管中为32.7410.50cm/s，在直接缝合的血管中为75.2327.05cm/s，通过ANOVA(方差分析)确定三者之间的统计显著性为p＝0.007。在进行缝合三周之后如图5所示，在通过适用本发明的利用蚕茧的血管补片进行缝合的血管中测量到的PSV值为35.921.45cm/s，在通过对照组1即Gore-Tex血管补片进行缝合的血管中为35.367.27cm/s，在对照组2即直接缝合的血管中为48.366.15cm/s。根据通过ANOVA(方差分析)对三个群组进行分析的结果，确定其统计显著性为p＝0.007。在完成血管补片的遗址之后，对血管的PSV进行了监测。在通过适用本发明的血管补片进行缝合之后如图5所示，白鼠颈外动脉的PSV(cm/s)在小于等于20％的范围内发生了变化，更具体地说是1至20％。因此可以确认，适用本发明的利用蚕茧的血管补片能够稳定地维持PSV。测试实例2：利用血管造影的血管口径变化分析1.测试方法在进行缝合三周之后，为了检查经过缝合的缺损部位的血管功能是否正常以及监测血管内径的变化而进行了血管造影。为此，在利用21号规格插管通过静脉注射(IV)方式将3mg造影剂(VisipaqueTM)缓缓注射到腹腔静脉的同时，对两侧的颈动脉进行了血管造影。此时为了指示血管缺损部位的位置而在血管缺损部位的近中远侧放置了铁丝。图6是为了指示血管缺损部位的位置而在血管缺损部位的近中远侧放置铁丝的照片。2.测试结果测试结果如图7所示。在血管造影图像中，白色箭头所指的是经过缝合的血管缺损部位，而为了指示血管缺损部位的位置而放置在缺损部位上方和下方的铁丝呈现为白色。通过观察可以发现，在通过适用本发明的利用蚕茧的血管补片进行缝合时相对于对照组1(Gore-Tex血管补片)或对照组2(直接缝合)，其血管内径的保持状态更加良好。<测试实例3>组织学分析1.测试方法为了检查缺损部位的血管壁厚度和血管内径以及因为血管补片所导致的异物反应，对其进行了组织学分析。为了保持血管的内径，通过对血管的两侧进行结扎使血液保留在血管内部，然后截取包括利用血管补片缝合的缺损部位的血管。利用酒精对所获得的血管标本进行固定，然后利用苏木精和曙红进行染色。在进行观察之前，对经过固定、染色的血管标本截取了横截面。图8是利用适用本发明的血管补片和作为对照组1的GoreTex补片进行缝合后以及作为对照组2进行直接缝合并经过两周之后的血管组织横截面照片。2.测试结果如图8所示，在适用本发明的利用蚕茧的血管补片周围没有观察到特别的异物反应且重建的血管壁与邻近组织并没有明显的差异，同时血管的内径也得到了良好的保持。虽然使用GoreTex血管补片的对照组血管也保持了良好的血管内径，但在一部分标本中呈现出了血管内壁的过度增生。而在另一方面，在直接缝合的血管中观察到了严重的血管狭窄现象。总而言之，上述数据证明适用本发明的血管补片相对于传统的GoreTex血管补片和直接缝合方式能够明显减少血管壁过度增生和血管狭窄现象，从而有效地保持血液循环状态和血管的内径。上面所公开的本发明的较佳实施例仅用于对本发明进行说明，在不脱离所附的权利要求书中所公开的本发明的范围和精神的前提下，本发明所属
技术领域：
之技术人员能够对其进行各种修改、添加和替换。【符号说明】10：蚕茧11：切割线113：内表面15：切割线217：切割线320：具有第一厚度的蚕茧切片30：具有第二厚度的蚕茧切片31：内层33：中层35：外层当前第1页1 2 3