基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管及其制备方法

1.本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管及其制备方法。


背景技术：

2.输尿管支架管在泌尿外科手术中应用极为广泛，主要用于肾输尿管结石、肾积水、输尿管肿瘤、肾移植等手术以及输尿管狭窄的扩张治疗，它植入输尿管后能起到引流尿液、防止输尿管狭窄和粘连堵塞的重要作用。目前临床应用的输尿管支架管多由不能在人体内降解的硅橡胶或聚氨酯高分子复合材料制成，在临床应用上存在一些无法克服的缺陷，如：必须通过侵入性操作即通过膀胱镜来拔除，这类膀胱镜操作虽然算不上大手术，但病人会痛苦不堪，更为严重的是拔管时会对尿路组织造成不同程度的损伤，使其发生感染和水肿，常需急诊治疗。
3.输尿管支架管的留置时间一般为4周，而临床上现有的输尿管支架管均为不可降解的聚氨酯支架管，4周后需进行二次手术取出支架，损伤患者尿路系统。如支架管长期放置会导致更加严重的后果，如肾功能丧失,甚至需要切除肾脏。给患者带来身体、精神、经济上的重大损伤。不可降解的输尿管支架管还常常引起一些并发症，随着输尿管支架管留置时间的延长，这些复合材料开始影响尿路上皮与尿液成分，导致输尿管支架管周围形成包覆物、细菌生物膜，并造成感染，这都是因为不可降解的导管长期在体内引起的异物反应所致。另外，硅橡胶输尿管支架管表面摩擦系数高，手术时插管比较困难，且置入体内后很容易滑动，不能很好满足实际应用的要求。
4.在过去的几十年里，可降解尿道和输尿管支架的研究和临床应用得到了发展，并取得了更广泛的应用。主要材料为pla、pga和plla或plga。根据材料和工艺，降解时间为2至12个月。前期研究中采用单一材料，得到的支架管往往降解时间难以控制，力学性能较差、弹性差。采用复合材料后，情况有所改善。如中国专利cn103041454b，采用l-丙交酯/ε-己内酯共聚物与交联聚乙烯吡咯烷酮为原料，通过共混挤出得到一种可降解输尿管支架管。聚乙烯吡咯烷酮的加入支架管表面湿态摩擦大大降低，并且提高了降解速率，促使可降解组分崩解成小碎片，一定程度上避免降解碎片堵塞输尿管。中国专利cn102266594b，采用两种具有不同降解速率的pga与pgla纤维为原料编织成管，并在管内涂覆壳聚糖，得到一种可逐步降解的编织型输尿管支架管。中国专利cn103211671b在编织成管的基础上增加了热处理工艺，使管壁纤维材料中低熔点的组分熔融成膜，与管壁中其他纤维组分紧密均匀结合来增强编织管管壁。制备的输尿管支架管兼具纤维支架管优良的轴向拉伸及柔韧性和膜材料支架管良好的力学支撑性能。综上所述，这些方法从一定程度上解决了逐步降解与力学强度的问题，但是从结构上看，有关管壁材料降解的碎片安全性问题仍然存在。如据报道boston scientific公司开发了一种基于生物可吸收海藻酸钠的可降解输尿管引流系统，该系统在降解前将保持48小时，但在剩余碎片的临床试验中面临严重问题，这些问题导致了该项目的中止。因此在输尿管支架管设计中，有必要从根本上避免这一问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管及其制备方法。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，为三层中空管状结构，中间层为可降解纤维编织管，外层和内层分别为管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ分别与可降解纤维编织管的内外壁贴合；
8.管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ是由中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折而成，管状细菌纤维素膜ⅰ的长度为中空管状细菌纤维素膜ⅲ的一半。
9.本发明中用于包覆可降解纤维编织管的材料是细菌纤维素(bacterial cellulose，bc)，是一种由细菌发酵得到的天然纳米纤维材料，在生物医用领域具有巨大的应用潜力。bc与天然植物纤维素在化学成分及纤维结构方面非常相似，均由葡萄糖基团以β-1,4-糖苷键连成主链，并聚合为高聚物。但是bc的纯度很高，不含木质素、果胶和半纤维素等伴生产物。静态培养时，bc以无规线团的纳米纤维束形成三维结构的水凝胶状膜，含水率可以达到99％以上。bc的强度和抗撕裂能力极强，弹性模量可达普通植物纤维的数十倍；bc的力学强度更高，具有高抗张强度和弹性模量；纳米纤维表面的大量羟基使细菌纤维素具有高持水性和高湿强度。bc具有良好的生物相容性、生物可降解性、对各类细胞具有良好的细胞相容性，能够促进细胞的增殖与生长。
10.作为优选的技术方案：
11.如上所述的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，管状细菌纤维素膜ⅰ朝外的表面具有多个平行均匀排列的矩形凹槽(凹槽的形状包括但不限于矩形，也可以是半圆形、锥形等)，矩形凹槽的长度方向平行于管状细菌纤维素膜ⅰ的轴向，有利于降低插入和拔出尿道时的表面摩擦，管状细菌纤维素膜ⅱ表面光滑。
12.如上所述的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，可降解纤维编织管是由能够缓释功能性物质的可降解纤维采用菱形编织或规则编织方法得到，采用菱形编织或规则编织方法，可以适当地降低管壁壁厚；
13.能够缓释功能性物质的可降解纤维为合成纤维与壳聚糖纤维的混纺纤维，合成纤维为pla、plga、pga、pcl或聚二氧环己酮纤维，合成纤维中含有银离子或纳米银颗粒，壳聚糖纤维中含有铜离子与锌离子。
14.如上所述的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，能够缓释功能性物质的可降解纤维中，壳聚糖纤维的含量为3～15wt％；
15.锌离子的含量为壳聚糖纤维的0.1～5wt％，锌离子与铜离子的摩尔比为2:1～1.4；银离子或纳米银颗粒的含量为壳聚糖纤维的0.1～2wt％。
16.锌离子(zn
2+
)作为维持蛋白质结构完整性和调节基因表达的酶的一个必要组分，参与免疫、细胞生长和迁移的调节，在组织愈合中发挥关键作用，因此，其要求锌离子能够贯穿整个组织愈合过程，并满足前期较大量的释放并在中后期也具有较好地持续释放能力。在组织愈合中后期的增殖和重塑阶段，铜离子(cu
2+
)可诱导血管内皮生长因子的表达，促进血管生成，维持胶原的稳定性。银离子或纳米银颗粒具有良好的抗菌作用。
17.如上所述的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，矩形凹槽的长等于管状细菌纤维素膜ⅰ的长度，宽为50～200nm，高为50～100nm，相邻两矩形凹槽之间的间距为50～200nm。矩形凹槽的尺寸主要是根据已有研究的经验来设定的，这样的微纳尺度是内皮细胞可以识别的，内皮细胞会沿着凹槽生长并快速增殖，从而达到快速内皮化，降低瘢痕组织的产生。
18.如上所述的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，输尿管支架管的长度为15～40cm，直径为1.5～3.5mm；输尿管支架管的管壁厚度为0.1～0.5mm，其中中间层的可降解纤维编织管管壁厚为0.08～0.45mm，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ的壁厚相同，一般厚度为0.02～0.2mm。
19.本发明还提供一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，首先制备中空管状细菌纤维素膜ⅲ，然后将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁上形成可降解纤维编织管，最后将中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折形成管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，使可降解纤维编织管位于管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ之间，即制得基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管；
20.可降解纤维的编织区域为管状细菌纤维素膜ⅱ的外壁。
21.作为优选的技术方案：
22.如上所述的方法，基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的具体制备步骤如下：
23.(1)将发酵菌株与发酵培养液均匀混合，放入中空管状发酵装置中，发酵5～9天后经纯化处理得到中空管状细菌纤维素膜ⅲ；中空管状发酵装置为双层夹套管，内层为透氧气性能(透氧性能的测试标准为gb/t 1038-2000，《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》)在1～10
×
105cm3/24h
·
0.1mpa的硅胶薄膜，发酵菌株与发酵培养液放置在中空管状发酵装置的双层之间，中空管状发酵装置内层中充有混合气体，混合气体的压力为1.1～1.5
×
105pa，混合气体中氧气的体积占比为25～40％(这样设定的目的：1、发酵菌株是耗氧菌，在氧气充足的条件下会提高发酵速度；2、采用混合气体主要是出于成本和效益考虑，混合气体中的其他气体为惰性气体等；3、保持一定的压力可以使氧气更好的通过硅胶薄膜，同时使与硅胶薄膜接触的部分，发酵得到的细菌纤维素纳米纤维更加致密，表面光滑)；将中空管状发酵装置中分为a、b两个中空管状物，中空管状物a内层的硅胶薄膜具有光滑表面，中空管状物b内层的硅胶薄膜朝外的表面具有图案化结构；图案化结构是指采用微/纳成型的图案化技术，在硅胶薄膜表面成型的多个沿中空管状物b轴向平行均匀排列的矩形凸起，矩形凸起的长等于中空管状物b的长度，宽为50～200nm，高为50～100nm，相邻两矩形凸起之间的间距为50～200nm；
24.(2)将聚四氟乙烯棒置于纯化处理后的中空管状细菌纤维素膜ⅲ中(因为纯的细菌纤维素是类似于水凝胶状的材料，所以用聚四氟乙烯棒进行支撑)，在聚四氟乙烯棒的支撑下将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁，在中空管状细菌纤维素膜ⅲ上形成可降解纤维编织管；
25.(3)将中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折，使可降解纤维编织管被包覆在中间，形成三层复合管状物，三层复合管状物的外层为管状细菌纤维素膜ⅰ，内层为管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ的外壁具有所述矩形凹槽；
26.(4)将得到的三层复合管状物经灭菌处理，得到基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管。
27.如上所述的方法，发酵菌株为木醋杆菌、根瘤菌、八叠球菌、假单胞菌、无色杆菌、产碱菌、气杆菌和固氮菌的一种以上；发酵培养液中加入发酵菌株的密度为10
10
～10
13
个/ml，密度太低或者太高都会影响生产效率；
28.发酵培养液的配方为：每100ml中含有5～30g葡萄糖，1～5g蛋白胨，1～5g酵母膏，0.5～2g柠檬酸，0.2～5g磷酸二氢钠，3～5g硫酸镁，3～5g海藻酸钠和余量的水；发酵培养液的ph值为4.0～6.0。
29.如上所述的方法，纯化处理是指发酵产物浸泡至浓度为3～10wt％的氢氧化钠溶液中，在温度为30～100℃的条件下保持3～24小时，然后用水清洗至ph值为7.0。大量研究已经证实，经过氢氧化钠纯化处理的细菌纤维素膜，纤维素纯度可高达99％以上，并且具有良好的生物安全性，可以应用于生物医用领域。
30.本发明的原理如下：
31.综合目前的研究与需求，我们认为理想的输尿管支架应该具有以下性能：1、引流尿液、有一定的力学支撑以防止输尿管狭窄和粘连堵塞；2、可控的降解性能，从结构设计角度能够避免降解碎片引起安全性问题；3、表面湿态摩擦系数低，易于输尿管支架的植入和取出，降低患者的不适感；4、留置输尿管支架管一个月内，约1/3的患者会发生尿路感染，因此理想的输尿管支架应具有长效抗菌、广谱抗菌及低耐药性；5、输尿管支架的使用，往往是由于患者泌尿系统疾病造成了输尿管损伤，输尿管支架用于替代输尿管功能，暂时起到引流和支撑，如果能够通过输尿管支架管来促进输尿管愈合将会有极大的现实意义。
32.本发明采用细菌纤维素与能够缓释功能性物质的可降解纤维编织管复合，得到一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管。该输尿管支架管能够引流尿液、有一定的力学支撑以防止输尿管狭窄和粘连堵塞(力学支撑主要是由可降解纤维编织管提供。与传统支架管相比，本发明采用纤维编织法得到的支架管力学性能更好，还能够降低材料的使用量与管壁壁厚)。目前制约可降解输尿管支架管使用的最大问题是支架管在体内使用时，材料降解脱落引起的不可控风险，而本发明用体内生物相容性很好的细菌纤维素对可降解编织管进行表面复合，通过中空管状细菌纤维素膜沿长度方向的一端向另一端翻折，从而对可降解纤维编织管形成内外包覆。在植入体内后，当中间层的可降解编织管在体内降解时，由于细菌纤维素三维纳米纤维形成的致密结构，可以阻止降解的碎片脱落直接进入体内，满足了安全性的要求。外层管状细菌纤维素的表面图案化设计降低了表面摩擦(一方面，表面图案是顺着轴向的，在插入尿道时，更有利于输尿管支架管进入；另一方面，植入以后表面图案化的结构更有利于表面细胞的生长，从而抑制成纤维细胞形成瘢痕组织；再拔出时候更容易，因此降低了表面摩擦力)，并且能够促进输尿管愈合。此外，可降解纤维所缓释的功能离子具有抗菌、免疫调节等功能。
33.有益效果：
34.(1)本发明的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，通过细菌纤维素对编织管的包裹，从结构上避免了降解碎片脱落所引起的安全问题，具有很好的现实意义；
35.(2)本发明的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，简单易行，可工业化生产，制得的输尿管支架管综合性能较好，能够满足各项需求。
附图说明
36.图1为本发明的基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的结构示意图；
37.图2为中空管状细菌纤维素膜ⅲ翻折包覆可降解纤维编织管的示意图；
38.图3为管状细菌纤维素膜ⅰ的表面图案化示意图(具有多个平行均匀排列的矩形凹槽)；
39.图4为实施例1制得的基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的离子释放性能测试结果；
40.其中，1-外层，2-中间层，3-内层，4-中空管状细菌纤维素膜ⅲ。
具体实施方式
41.下面结合具体实施方式，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技术所附权利要求书所限定的范围。
42.实施例1
43.一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，具体步骤如下：
44.(1)将发酵菌株(木醋杆菌)与发酵培养液(每100ml发酵培养液中含有5g葡萄糖，1g蛋白胨，1g酵母膏，0.5g柠檬酸，0.2g磷酸二氢钠，3g硫酸镁，3g海藻酸钠和余量的水)均匀混合，放入中空管状发酵装置中，发酵5天后经纯化处理(是指发酵产物浸泡至质量浓度为3wt％的氢氧化钠溶液中，在温度为100℃的条件下保持3小时，然后用水清洗至ph值为7.0)得到中空管状细菌纤维素膜ⅲ；其中，发酵培养液中加入发酵菌株的密度为10
10
个/ml；中空管状发酵装置为双层夹套管，内层为透氧气性能在1
×
105cm3/24h
·
0.1mpa的硅胶薄膜，发酵菌株与发酵培养液放置在中空管状发酵装置的双层之间，中空管状发酵装置内层中充有混合气体，混合气体的压力为1.1
×
105pa，混合气体中氧气的体积占比为25％，其余为氩气；将中空管状发酵装置中分为a、b两个中空管状物，中空管状物a内层的硅胶薄膜具有光滑表面，中空管状物b内层的硅胶薄膜朝外的表面具有图案化结构；图案化结构是指采用微/纳成型的图案化技术，在硅胶薄膜表面成型的多个沿中空管状物b轴向平行均匀排列的矩形凸起，相邻两矩形凸起之间的间距为50nm，矩形凸起的长等于中空管状物b的长度，宽为50nm，高为50nm；
45.(2)将聚四氟乙烯棒置于纯化处理后的中空管状细菌纤维素膜ⅲ中，在聚四氟乙烯棒的支撑下采用菱形编织方法将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁，且编织区域为中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端到一半长度之间的所有区域，从而在中空管状细菌纤维素膜ⅲ上形成可降解纤维编织管；其中，可降解纤维为含有银离子的pla纤维与含有铜离子与锌离子的壳聚糖纤维的混纺纤维，混纺纤维中壳聚糖纤维的含量为3wt％，锌离子的含量为壳聚糖纤维的0.1wt％，锌离子与铜离子的摩尔比为2:1；银离子的含量为壳聚糖纤维的0.8wt％；
46.(3)如图2所示，将中空管状细菌纤维素膜ⅲ4从沿长度方向的一端向另一端翻折，使可降解纤维编织管被包覆在中间，形成三层复合管状物；
47.(4)将步骤(3)得到的三层复合管状物经灭菌处理，得到基于细菌纤维素复合包覆
的输尿管支架管。
48.最终制得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，如图1所示，为三层中空管状结构，长度为15cm，直径为1.5mm，管壁厚度为0.1mm，中间层2为管壁厚为0.08mm的可降解纤维编织管，外层1和内层3分别为壁厚相同的管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ分别与可降解纤维编织管的内外壁贴合；管状细菌纤维素膜ⅰ的长度为中空管状细菌纤维素膜ⅲ的一半；如图3所示，管状细菌纤维素膜ⅰ朝外的表面具有多个平行均匀排列的矩形凹槽，矩形凹槽的长度方向平行于管状细菌纤维素膜ⅰ的轴向，相邻两矩形凹槽之间的间距为50nm，矩形凹槽的长为7.5cm，宽为50nm，高为50nm。
49.相关性能检测：
50.生物相容性检测：参照gb/t 16886医疗器械的生物学评价，分别对最终制品的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管进行细胞毒性、豚鼠迟发接触性致敏、皮肤刺激等评价。评价方法如下：细胞内毒性试验按照gb/t 16886-5《医疗器械生物学评价第5部分：体外细胞毒性试验》进行测试；豚鼠迟发型接触致敏试验按照gb/t 16886-10《医疗器械生物学评价第10部分：刺激与迟发型超敏反应试验》进行测试，采用最大限度试验magnusson法和kligman法。皮肤刺激试验按照gb/t 16886-10《医疗器械生物学评价第10部分：刺激与迟发型超敏反应试验》进行测试。评价结果：本发明上述实施例1制备获得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的细胞毒性小于1级，无皮肤致敏反应，无皮内刺激反应，具有良好的生物安全性。
51.体外降解实验：人工尿液配方参照《yy/t0872-2013输尿管支架实验方法》，附录a，配方1制备。将本发明上述实施例1制备获得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，灭菌后放入模拟尿液中，37℃，60r/min的恒温恒速摇床中进行体外模拟降解试验，观察5周内输尿管支架管的降解情况。结果显示，试验样品在4周内管状结构完全降解，其中中间层2在3周时开始出现纤维编织结构的松散与断裂，进一步观察降解的纤维状物质被包裹在外层1和内层3之间，没有出现降解碎片游离出来的情况，说明本发明从结构上避免了降解碎片脱落所引起的安全问题。
52.离子释放性能测试：用原子吸收光谱仪测试上述模拟尿液中样品释放的银离子、锌离子和铜离子的含量，测试持续12天。测试时间点分别为6h、12h、18h、24h、48h、96h、144h、192h、240h、288h。离子释放率＝不同时间点模拟尿液中的离子含量/样品中的离子总含量，测试结果参见图4所示，该测试结果表明，本发明的输尿管支架管能够持续有效的释放多种离子。其中银离子能够提供持续有效的抗菌性能；锌离子能够贯穿整个组织愈合过程，并满足前期较大量的释放并在中后期也具有较好地持续释放能力；在组织愈合中后期的增殖和重塑阶段，铜离子(cu
2+
)可诱导血管内皮生长因子的表达，促进血管生成，维持胶原的稳定性。
53.抗菌性能检测：实施例1制备获得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，采用aatcc-100对抗菌性能进行测试，抗菌率为99％；连续使用21天后，采用aatcc-100对抗菌性能进行测试，抗菌率为99％。测试菌种为大肠杆菌、金黄色葡萄球菌。
54.实施例2
55.一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，具体步骤如下：
56.(1)将发酵菌株(根瘤菌)与发酵培养液(每100ml发酵培养液中含有5g葡萄糖，1g蛋白胨，1g酵母膏，0.5g柠檬酸，0.2g磷酸二氢钠，3g硫酸镁，3g海藻酸钠和余量的水)均匀混合，放入中空管状发酵装置中，发酵5天后经纯化处理(是指发酵产物浸泡至质量浓度为4wt％的氢氧化钠溶液中，在温度为80℃的条件下保持3小时，然后用水清洗至ph值为7.0)得到中空管状细菌纤维素膜ⅲ；其中，发酵培养液中加入发酵菌株的密度为5
×
10
10
个/ml；中空管状发酵装置为双层夹套管，内层为透氧气性能在1.2
×
105cm3/24h
·
0.1mpa的硅胶薄膜，发酵菌株与发酵培养液放置在中空管状发酵装置的双层之间，中空管状发酵装置内层中充有混合气体，混合气体的压力为1.1
×
105pa，混合气体中氧气的体积占比为25％，其余为氩气；将中空管状发酵装置中分为a、b两个中空管状物，中空管状物a内层的硅胶薄膜具有光滑表面，中空管状物b内层的硅胶薄膜朝外的表面具有图案化结构；图案化结构是指采用微/纳成型的图案化技术，在硅胶薄膜表面成型的多个沿中空管状物b轴向平行均匀排列的矩形凸起，相邻两矩形凸起之间的间距为50nm，矩形凸起的长等于中空管状物b的长度，宽为50nm，高为60nm；
57.(2)将聚四氟乙烯棒置于纯化处理后的中空管状细菌纤维素膜ⅲ中，在聚四氟乙烯棒的支撑下采用菱形编织方法将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁，且编织区域为中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端到一半长度之间的所有区域，从而在中空管状细菌纤维素膜ⅲ上形成可降解纤维编织管；其中，可降解纤维为含有银离子的plga纤维与含有铜离子与锌离子的壳聚糖纤维的混纺纤维，混纺纤维中壳聚糖纤维的含量为4wt％，锌离子的含量为壳聚糖纤维的0.3wt％，锌离子与铜离子的摩尔比为2:1；银离子的含量为壳聚糖纤维的1.1wt％；
58.(3)将中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折，使可降解纤维编织管被包覆在中间，形成三层复合管状物；
59.(4)将步骤(3)得到的三层复合管状物经灭菌处理，得到基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管。
60.最终制得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，为三层中空管状结构，长度为20cm，直径为1.5mm，管壁厚度为0.1mm，中间层为管壁厚为0.10mm的可降解纤维编织管，外层和内层分别为壁厚相同的管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ分别与可降解纤维编织管的内外壁贴合；管状细菌纤维素膜ⅰ的长度为中空管状细菌纤维素膜ⅲ的一半；管状细菌纤维素膜ⅰ朝外的表面具有多个平行均匀排列的矩形凹槽，矩形凹槽的长度方向平行于管状细菌纤维素膜ⅰ的轴向，相邻两矩形凹槽之间的间距为50nm，矩形凹槽的长为10cm，宽为50nm，高为60nm。
61.实施例3
62.一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，具体步骤如下：
63.(1)将发酵菌株(八叠球菌与木醋杆菌，两种菌株数量之比为1:1)与发酵培养液(每100ml发酵培养液中含有10g葡萄糖，2g蛋白胨，2g酵母膏，1g柠檬酸，0.8g磷酸二氢钠，3.4g硫酸镁，3g海藻酸钠和余量的水)均匀混合，放入中空管状发酵装置中，发酵6天后经纯化处理(是指发酵产物浸泡至质量浓度为5wt％的氢氧化钠溶液中，在温度为70℃的条件下保持6小时，然后用水清洗至ph值为7.0)得到中空管状细菌纤维素膜ⅲ；其中，发酵培养液中加入发酵菌株的密度为8
×
10
10
个/ml；中空管状发酵装置为双层夹套管，内层为透氧气性
能在2.4
×
105cm3/24h
·
0.1mpa的硅胶薄膜，发酵菌株与发酵培养液放置在中空管状发酵装置的双层之间，中空管状发酵装置内层中充有混合气体，混合气体的压力为1.2
×
105pa，混合气体中氧气的体积占比为28％，其余为氩气；将中空管状发酵装置中分为a、b两个中空管状物，中空管状物a内层的硅胶薄膜具有光滑表面，中空管状物b内层的硅胶薄膜朝外的表面具有图案化结构；图案化结构是指采用微/纳成型的图案化技术，在硅胶薄膜表面成型的多个沿中空管状物b轴向平行均匀排列的矩形凸起，相邻两矩形凸起之间的间距为80nm，矩形凸起的长等于中空管状物b的长度，宽为60nm，高为60nm；
64.(2)将聚四氟乙烯棒置于纯化处理后的中空管状细菌纤维素膜ⅲ中，在聚四氟乙烯棒的支撑下采用菱形编织方法将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁，且编织区域为中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端到一半长度之间的所有区域，从而在中空管状细菌纤维素膜ⅲ上形成可降解纤维编织管；其中，可降解纤维为含有银离子的pga纤维与含有铜离子与锌离子的壳聚糖纤维的混纺纤维，混纺纤维中壳聚糖纤维的含量为6wt％，锌离子的含量为壳聚糖纤维的0.8wt％，锌离子与铜离子的摩尔比为2:1.2；银离子的含量为壳聚糖纤维的1.4wt％；
65.(3)将中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折，使可降解纤维编织管被包覆在中间，形成三层复合管状物；
66.(4)将步骤(3)得到的三层复合管状物经灭菌处理，得到基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管。
67.最终制得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，为三层中空管状结构，长度为30cm，直径为2.0mm，管壁厚度为0.2mm，中间层为管壁厚为0.15mm的可降解纤维编织管，外层和内层分别为壁厚相同的管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ分别与可降解纤维编织管的内外壁贴合；管状细菌纤维素膜ⅰ的长度为中空管状细菌纤维素膜ⅲ的一半；管状细菌纤维素膜ⅰ朝外的表面具有多个平行均匀排列的矩形凹槽，矩形凹槽的长度方向平行于管状细菌纤维素膜ⅰ的轴向，相邻两矩形凹槽之间的间距为80nm，矩形凹槽的长为15cm，宽为60nm，高为60nm。
68.实施例4
69.一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，具体步骤如下：
70.(1)将发酵菌株(假单胞菌)与发酵培养液(每100ml发酵培养液中含有10g葡萄糖，2g蛋白胨，2g酵母膏，1g柠檬酸，1.2g磷酸二氢钠，3.6g硫酸镁，4g海藻酸钠和余量的水)均匀混合，放入中空管状发酵装置中，发酵8天后经纯化处理(是指发酵产物浸泡至质量浓度为6wt％的氢氧化钠溶液中，在温度为60℃的条件下保持6小时，然后用水清洗至ph值为7.0)得到中空管状细菌纤维素膜ⅲ；其中，发酵培养液中加入发酵菌株的密度为2
×
10
11
个/ml；中空管状发酵装置为双层夹套管，内层为透氧气性能在4
×
105cm3/24h
·
0.1mpa的硅胶薄膜，发酵菌株与发酵培养液放置在中空管状发酵装置的双层之间，中空管状发酵装置内层中充有混合气体，混合气体的压力为1.2
×
105pa，混合气体中氧气的体积占比为30％，其余为氩气；将中空管状发酵装置中分为a、b两个中空管状物，中空管状物a内层的硅胶薄膜具有光滑表面，中空管状物b内层的硅胶薄膜朝外的表面具有图案化结构；图案化结构是指采用微/纳成型的图案化技术，在硅胶薄膜表面成型的多个沿中空管状物b轴向平行均匀排列的矩形凸起，相邻两矩形凸起之间的间距为100nm，矩形凸起的长等于中空管状物b的长
度，宽为80nm，高为80nm；
71.(2)将聚四氟乙烯棒置于纯化处理后的中空管状细菌纤维素膜ⅲ中，在聚四氟乙烯棒的支撑下采用菱形编织方法将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁，且编织区域为中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端到一半长度之间的所有区域，从而在中空管状细菌纤维素膜ⅲ上形成可降解纤维编织管；其中，可降解纤维为含有银离子的pcl纤维与含有铜离子与锌离子的壳聚糖纤维的混纺纤维，混纺纤维中壳聚糖纤维的含量为7.5wt％，锌离子的含量为壳聚糖纤维的1.2wt％，锌离子与铜离子的摩尔比为2:1.2；银离子的含量为壳聚糖纤维的2wt％；
72.(3)将中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折，使可降解纤维编织管被包覆在中间，形成三层复合管状物；
73.(4)将步骤(3)得到的三层复合管状物经灭菌处理，得到基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管。
74.最终制得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，为三层中空管状结构，长度为30cm，直径为2.0mm，管壁厚度为0.2mm，中间层为管壁厚为0.2mm的可降解纤维编织管，外层和内层分别为壁厚相同的管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ分别与可降解纤维编织管的内外壁贴合；管状细菌纤维素膜ⅰ的长度为中空管状细菌纤维素膜ⅲ的一半；管状细菌纤维素膜ⅰ朝外的表面具有多个平行均匀排列的矩形凹槽，矩形凹槽的长度方向平行于管状细菌纤维素膜ⅰ的轴向，相邻两矩形凹槽之间的间距为100nm，矩形凹槽的长为15cm，宽为80nm，高为80nm。
75.实施例5
76.一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，具体步骤如下：
77.(1)将发酵菌株(无色杆菌)与发酵培养液(每100ml发酵培养液中含有16g葡萄糖，3g蛋白胨，3g酵母膏，1.2g柠檬酸，2.4g磷酸二氢钠，4.1g硫酸镁，4g海藻酸钠和余量的水)均匀混合，放入中空管状发酵装置中，发酵9天后经纯化处理(是指发酵产物浸泡至质量浓度为7wt％的氢氧化钠溶液中，在温度为50℃的条件下保持8小时，然后用水清洗至ph值为7.0)得到中空管状细菌纤维素膜ⅲ；其中，发酵培养液中加入发酵菌株的密度为6
×
10
11
个/ml；中空管状发酵装置为双层夹套管，内层为透氧气性能在6
×
105cm3/24h
·
0.1mpa的硅胶薄膜，发酵菌株与发酵培养液放置在中空管状发酵装置的双层之间，中空管状发酵装置内层中充有混合气体，混合气体的压力为1.2
×
105pa，混合气体中氧气的体积占比为32％，其余为氩气；将中空管状发酵装置中分为a、b两个中空管状物，中空管状物a内层的硅胶薄膜具有光滑表面，中空管状物b内层的硅胶薄膜朝外的表面具有图案化结构；图案化结构是指采用微/纳成型的图案化技术，在硅胶薄膜表面成型的多个沿中空管状物b轴向平行均匀排列的矩形凸起，相邻两矩形凸起之间的间距为120nm，矩形凸起的长等于中空管状物b的长度，宽为100nm，高为80nm；
78.(2)将聚四氟乙烯棒置于纯化处理后的中空管状细菌纤维素膜ⅲ中，在聚四氟乙烯棒的支撑下采用规则编织方法将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁，且编织区域为中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端到一半长度之间的所有区域，从而在中空管状细菌纤维素膜ⅲ上形成可降解纤维编织管；其中，可降解纤维为含有纳米银颗粒的pla纤维与含有铜离子与锌离子的壳聚糖纤维的混纺纤维，混纺纤维中壳聚糖纤维
的含量为8wt％，锌离子的含量为壳聚糖纤维的1.5wt％，锌离子与铜离子的摩尔比为2:1.2；纳米银颗粒的含量为壳聚糖纤维的0.1wt％；
79.(3)将中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折，使可降解纤维编织管被包覆在中间，形成三层复合管状物；
80.(4)将步骤(3)得到的三层复合管状物经灭菌处理，得到基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管。
81.最终制得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，为三层中空管状结构，长度为35cm，直径为2.5mm，管壁厚度为0.3mm，中间层为管壁厚为0.25mm的可降解纤维编织管，外层和内层分别为壁厚相同的管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ分别与可降解纤维编织管的内外壁贴合；管状细菌纤维素膜ⅰ的长度为中空管状细菌纤维素膜ⅲ的一半；管状细菌纤维素膜ⅰ朝外的表面具有多个平行均匀排列的矩形凹槽，矩形凹槽的长度方向平行于管状细菌纤维素膜ⅰ的轴向，相邻两矩形凹槽之间的间距为120nm，矩形凹槽的长为17.5cm，宽为100nm，高为80nm。
82.实施例6
83.一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，具体步骤如下：
84.(1)将发酵菌株(产碱菌、根瘤菌与木醋杆菌，三种菌株数量之比为1:1:1)与发酵培养液(每100ml发酵培养液中含有18g葡萄糖，4g蛋白胨，4g酵母膏，1.5g柠檬酸，4.2g磷酸二氢钠，4.5g硫酸镁，4g海藻酸钠和余量的水)均匀混合，放入中空管状发酵装置中，发酵9天后经纯化处理(是指发酵产物浸泡至质量浓度为8wt％的氢氧化钠溶液中，在温度为40℃的条件下保持10小时，然后用水清洗至ph值为7.0)得到中空管状细菌纤维素膜ⅲ；其中，发酵培养液中加入发酵菌株的密度为10
12
个/ml；中空管状发酵装置为双层夹套管，内层为透氧气性能在8
×
105cm3/24h
·
0.1mpa的硅胶薄膜，发酵菌株与发酵培养液放置在中空管状发酵装置的双层之间，中空管状发酵装置内层中充有混合气体，混合气体的压力为1.3
×
105pa，混合气体中氧气的体积占比为36％，其余为氩气；将中空管状发酵装置中分为a、b两个中空管状物，中空管状物a内层的硅胶薄膜具有光滑表面，中空管状物b内层的硅胶薄膜朝外的表面具有图案化结构；图案化结构是指采用微/纳成型的图案化技术，在硅胶薄膜表面成型的多个沿中空管状物b轴向平行均匀排列的矩形凸起，相邻两矩形凸起之间的间距为150nm，矩形凸起的长等于中空管状物b的长度，宽为100nm，高为90nm；
85.(2)将聚四氟乙烯棒置于纯化处理后的中空管状细菌纤维素膜ⅲ中，在聚四氟乙烯棒的支撑下采用规则编织方法将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁，且编织区域为中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端到一半长度之间的所有区域，从而在中空管状细菌纤维素膜ⅲ上形成可降解纤维编织管；其中，可降解纤维为含有纳米银颗粒的聚二氧环己酮纤维与含有铜离子与锌离子的壳聚糖纤维的混纺纤维，混纺纤维中壳聚糖纤维的含量为10wt％，锌离子的含量为壳聚糖纤维的2.2wt％，锌离子与铜离子的摩尔比为2:1.3；纳米银颗粒的含量为壳聚糖纤维的0.4wt％；
86.(3)将中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折，使可降解纤维编织管被包覆在中间，形成三层复合管状物；
87.(4)将步骤(3)得到的三层复合管状物经灭菌处理，得到基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管。
88.最终制得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，为三层中空管状结构，长度为35cm，直径为2.5mm，管壁厚度为0.3mm，中间层为管壁厚为0.3mm的可降解纤维编织管，外层和内层分别为壁厚相同的管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ分别与可降解纤维编织管的内外壁贴合；管状细菌纤维素膜ⅰ的长度为中空管状细菌纤维素膜ⅲ的一半；管状细菌纤维素膜ⅰ朝外的表面具有多个平行均匀排列的矩形凹槽，矩形凹槽的长度方向平行于管状细菌纤维素膜ⅰ的轴向，相邻两矩形凹槽之间的间距为150nm，矩形凹槽的长为17.5cm，宽为100nm，高为90nm。
89.实施例7
90.一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，具体步骤如下：
91.(1)将发酵菌株(气杆菌)与发酵培养液(每100ml发酵培养液中含有25g葡萄糖，4.5g蛋白胨，4g酵母膏，1.8g柠檬酸，4.6g磷酸二氢钠，5g硫酸镁，5g海藻酸钠和余量的水)均匀混合，放入中空管状发酵装置中，发酵9天后经纯化处理(是指发酵产物浸泡至质量浓度为9wt％的氢氧化钠溶液中，在温度为35℃的条件下保持12小时，然后用水清洗至ph值为7.0)得到中空管状细菌纤维素膜ⅲ；其中，发酵培养液中加入发酵菌株的密度为8
×
10
12
个/ml；中空管状发酵装置为双层夹套管，内层为透氧气性能在9.3
×
105cm3/24h
·
0.1mpa的硅胶薄膜，发酵菌株与发酵培养液放置在中空管状发酵装置的双层之间，中空管状发酵装置内层中充有混合气体，混合气体的压力为1.5
×
105pa，混合气体中氧气的体积占比为40％，其余为氩气；将中空管状发酵装置中分为a、b两个中空管状物，中空管状物a内层的硅胶薄膜具有光滑表面，中空管状物b内层的硅胶薄膜朝外的表面具有图案化结构；图案化结构是指采用微/纳成型的图案化技术，在硅胶薄膜表面成型的多个沿中空管状物b轴向平行均匀排列的矩形凸起，相邻两矩形凸起之间的间距为150nm，矩形凸起的长等于中空管状物b的长度，宽为120nm，高为100nm；
92.(2)将聚四氟乙烯棒置于纯化处理后的中空管状细菌纤维素膜ⅲ中，在聚四氟乙烯棒的支撑下采用规则编织方法将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁，且编织区域为中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端到一半长度之间的所有区域，从而在中空管状细菌纤维素膜ⅲ上形成可降解纤维编织管；其中，可降解纤维为含有纳米银颗粒的plga纤维与含有铜离子与锌离子的壳聚糖纤维的混纺纤维，混纺纤维中壳聚糖纤维的含量为12.3wt％，锌离子的含量为壳聚糖纤维的3.6wt％，锌离子与铜离子的摩尔比为2:1.4；纳米银颗粒的含量为壳聚糖纤维的0.6wt％；
93.(3)将中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折，使可降解纤维编织管被包覆在中间，形成三层复合管状物；
94.(4)将步骤(3)得到的三层复合管状物经灭菌处理，得到基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管。
95.最终制得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，为三层中空管状结构，长度为40cm，直径为3.0mm，管壁厚度为0.4mm，中间层为管壁厚为0.4mm的可降解纤维编织管，外层和内层分别为壁厚相同的管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ分别与可降解纤维编织管的内外壁贴合；管状细菌纤维素膜ⅰ的长度为中空管状细菌纤维素膜ⅲ的一半；管状细菌纤维素膜ⅰ朝外的表面具有多个平行均匀排列的矩形凹槽，矩形凹槽的长度方向平行于管状细菌纤维素膜ⅰ的轴向，相邻两
矩形凹槽之间的间距为150nm，矩形凹槽的长为20cm，宽为120nm，高为100nm。
96.实施例8
97.一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管的制备方法，具体步骤如下：
98.(1)将发酵菌株(固氮菌)与发酵培养液(每100ml发酵培养液中含有30g葡萄糖，5g蛋白胨，5g酵母膏，2g柠檬酸，5g磷酸二氢钠，5g硫酸镁，5g海藻酸钠和余量的水)均匀混合，放入中空管状发酵装置中，发酵9天后经纯化处理(是指发酵产物浸泡至质量浓度为10wt％的氢氧化钠溶液中，在温度为30℃的条件下保持24小时，然后用水清洗至ph值为7.0)得到中空管状细菌纤维素膜ⅲ；其中，发酵培养液中加入发酵菌株的密度为10
13
个/ml；中空管状发酵装置为双层夹套管，内层为透氧气性能在10
×
105cm3/24h
·
0.1mpa的硅胶薄膜，发酵菌株与发酵培养液放置在中空管状发酵装置的双层之间，中空管状发酵装置内层中充有混合气体，混合气体的压力为1.5
×
105pa，混合气体中氧气的体积占比为40％，其余为氩气；将中空管状发酵装置中分为a、b两个中空管状物，中空管状物a内层的硅胶薄膜具有光滑表面，中空管状物b内层的硅胶薄膜朝外的表面具有图案化结构；图案化结构是指采用微/纳成型的图案化技术，在硅胶薄膜表面成型的多个沿中空管状物b轴向平行均匀排列的矩形凸起，相邻两矩形凸起之间的间距为200nm，矩形凸起的长等于中空管状物b的长度，宽为200nm，高为100nm；
99.(2)将聚四氟乙烯棒置于纯化处理后的中空管状细菌纤维素膜ⅲ中，在聚四氟乙烯棒的支撑下采用规则编织方法将可降解纤维编织在中空管状细菌纤维素膜ⅲ的外壁，且编织区域为中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端到一半长度之间的所有区域，从而在中空管状细菌纤维素膜ⅲ上形成可降解纤维编织管；其中，可降解纤维为含有纳米银颗粒的pcl纤维与含有铜离子与锌离子的壳聚糖纤维的混纺纤维，混纺纤维中壳聚糖纤维的含量为15wt％，锌离子的含量为壳聚糖纤维的5wt％，锌离子与铜离子的摩尔比为2:1.4；纳米银颗粒的含量为壳聚糖纤维的0.1wt％；
100.(3)将中空管状细菌纤维素膜ⅲ从沿长度方向的一端向另一端翻折，使可降解纤维编织管被包覆在中间，形成三层复合管状物；
101.(4)将步骤(3)得到的三层复合管状物经灭菌处理，得到基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管。
102.最终制得的一种基于细菌纤维素复合包覆的输尿管支架管，为三层中空管状结构，长度为40cm，直径为3.5mm，管壁厚度为0.5mm，中间层为管壁厚为0.45mm的可降解纤维编织管，外层和内层分别为壁厚相同的管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ，管状细菌纤维素膜ⅰ和管状细菌纤维素膜ⅱ分别与可降解纤维编织管的内外壁贴合；管状细菌纤维素膜ⅰ的长度为中空管状细菌纤维素膜ⅲ的一半；管状细菌纤维素膜ⅰ朝外的表面具有多个平行均匀排列的矩形凹槽，矩形凹槽的长度方向平行于管状细菌纤维素膜ⅰ的轴向，相邻两矩形凹槽之间的间距为200nm，矩形凹槽的长为20cm，宽为200nm，高为100nm。