一种管状支架及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于材料领域，具体涉及一种管状支架及其制备方法与应用。


背景技术：

2.幼龄男童尿道出现不可逆的损伤，会导致患者无法排尿，严重时甚至造成病菌感染。现有治疗方法是通过重建手术进行干预，以恢复排尿管失去的功能。与其他长管状组织相似，尿道在现行的术后重建可能会产生狭窄的问题，无法彻底治疗尿道损伤，影响幼龄男童的生活。为改善机体血管与尿道损伤患者的生活质量，组织工程技术制造的管状支架有助于克服尿道重建后可能出现的狭窄问题。但现有的管状支架存在力学性能与人体的尿道组织力学性能相差甚远的问题，无法将其应用在幼龄男童尿道治疗中。因此有必要开发一种力学性能与人体的尿道组织力学性能相近的管状支架，以解决幼龄男童的尿道损伤问题。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术问题存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种管状支架；本发明的目的之二在于提供这种管状支架的制备方法；本发明的目的之三在于提供这种管状支架的应用。
4.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
5.本发明第一方面提供一种管状支架，所述管状支架包括中空的明胶内层，以及包裹在所述明胶内层外表面的聚左旋乳酸层；所述聚左旋乳酸层包括2～7层的聚左旋乳酸亚层。
6.优选的，所述明胶内层厚度为80μm-300μm；进一步优选的，所述明胶内层厚度为100μm-270μm；再进一步优选的，所述明胶内层厚度为105μm-265μm。其中，明胶层小于80μm或大于300μm都会无法匹配天然尿道的上皮层厚度，导致管状支架与幼龄男童尿道组织的力学性能相差较大。
7.优选的，所述聚左旋乳酸层厚度为180μm-360μm；进一步优选的，所述聚左旋乳酸层厚度为200μm-350μm；再进一步优选的，所述聚左旋乳酸层厚度为210μm-330μm。其中，聚左旋乳酸层厚度小于180μm或大于360μm都会无法匹配天然尿道的平滑肌层厚度，导致管状支架与幼龄男童尿道组织的力学性能相差较大。
8.优选的，所述明胶层为一层结构。
9.优选的，所述管状支架的长度为15mm-90mm；进一步优选的，所述管状支架的长度为20mm-80mm。
10.优选的，所述管状支架的壁厚为260μm-660μm；进一步优选的，所述管状支架的壁厚为300μm-600μm。
11.优选的，所述管状支架的内径为1300μm-4000μm；进一步优选的，所述管状支架的内径为1700μm-3700μm。
12.优选的，所述管状支架的外径为1500μm-4700μm；进一步优选的，所述管状支架的外径为1930μm-4400μm。
13.优选的，所述明胶内层的明胶重均分子量为40kda-60kda；进一步优选的，所述明胶内层的明胶重均分子量为45kda-55kda。
14.优选的，所述聚左旋乳酸层的聚左旋乳酸数均分子量为350kda-500kda；进一步优选的，所述聚左旋乳酸层的聚左旋乳酸数均分子量为400kda-440kda。
15.优选的，所述管状支架的极限拉伸强度为1300kpa-2700kpa；进一步优选的，所述管状支架的极限拉伸强度为1500kpa-2500kpa。
16.优选的，所述管状支架的断裂伸长率为420％-800％；进一步优选的，所述管状支架的断裂伸长率为450％-650％。
17.优选的，所述管状支架的弹性模量为800kpa-7000kpa；进一步优选的，所述管状支架的弹性模量为2000kpa-6000kpa。
18.本发明第二方面提供根据本发明第一方面所述管状支架的制备方法，包括以下步骤：
19.使用溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶内层，然后使用浸渍纺丝法制备管状支架的外层聚左旋乳酸层，得到所述的管状支架。
20.优选的，所述溶液吹塑纺丝法采用的明胶溶液质量浓度为5％～12％；进一步优选的，所述溶液吹塑纺丝法采用的明胶溶液质量浓度为7％～9％。
21.优选的，所述浸渍纺丝法采用的聚左旋乳酸溶液质量浓度为5％～12％；进一步优选的，所述浸渍纺丝法采用的聚左旋乳酸溶液质量浓度为8％～10％。
22.优选的，所述明胶溶液的溶剂包括卤代醇类溶剂中的至少一种；进一步优选的，所述明胶溶液的溶剂包括六氟异丙醇、三氟乙醇中的至少一种；再进一步优选的，所述明胶溶液的溶剂为六氟异丙醇和三氟乙醇以体积比(0.2-2)：1组成的混合溶剂；更进一步优选的，所述明胶溶液的溶剂为六氟异丙醇。
23.优选的，所述聚左旋乳酸溶液的溶剂包括胺类溶剂、卤代烷烃类溶剂、醇类溶剂、呋喃类溶剂中的至少一种；进一步优选的，所述聚左旋乳酸溶液的溶剂包括二甲基甲酰胺、二氯甲烷、甲醇、四氢呋喃中的至少一种；再进一步优选的，所述聚左旋乳酸溶液的溶剂包括二甲基甲酰胺和二氯甲烷组成的混合溶剂；更进一步优选的，所述聚左旋乳酸溶液的溶剂为二甲基甲酰胺和二氯甲烷以体积比(40-60)：50组成的混合溶剂。
24.优选的，所述明胶溶液或聚左旋乳酸溶液的溶解温度为15℃-30℃。
25.优选的，所述明胶溶液或聚左旋乳酸溶液的溶解时间为8h-16h。
26.优选的，所述溶液吹塑纺丝法或浸渍纺丝法的纺丝温度为15℃-30℃；进一步优选的，所述溶液吹塑纺丝法或浸渍纺丝法的纺丝温度为20℃-25℃。
27.优选的，所述溶液吹塑纺丝法或浸渍纺丝法的纺丝相对湿度为30％-60％；进一步优选的，所述溶液吹塑纺丝法或浸渍纺丝法的纺丝相对湿度为40％-50％。
28.优选的，所述浸渍纺丝法的纺丝次数为2-7次。
29.优选的，所述溶液吹塑纺丝法的进料速率为90μl/min-150μl/min；进一步优选的，所述溶液吹塑纺丝法的进料速率为100μl/min-140μl/min。
30.优选的，所述溶液吹塑纺丝法的高压为10kv-15kv；进一步优选的，所述溶液吹塑
纺丝法的高压为11kv-13kv。
31.优选的，所述溶液吹塑纺丝法的低压为-2kv-(-1)kv；进一步优选的，所述溶液吹塑纺丝法的低压为-1.8kv-(-1.4)kv。
32.优选的，所述溶液吹塑纺丝法还包括使用沉淀棒。
33.优选的，所述沉淀棒与碰嘴的距离为20cm-30cm。
34.优选的，所述溶液吹塑纺丝后，收集纺丝时沉淀棒旋转速度为300rpm-500rpm。
35.优选的，所述浸渍纺丝法的高压为12kv-16kv；进一步优选的，所述浸渍纺丝法的高压为13kv-15kv。
36.优选的，所述浸渍纺丝法的低压为-1.8kv-(-0.8)kv；进一步优选的，所述浸渍纺丝法的低压为-1.4kv-(-1.0)kv。
37.优选的，所述浸渍纺丝后，收集纺丝时沉淀棒旋转速度为700rpm-1100rpm。
38.优选的，所述溶液吹塑纺丝和浸渍纺丝法沉积的时间为8h-50h。
39.本发明第三方面提供根据本发明第一方面所述管状支架在制备治疗幼龄男性尿道损伤疾病材料中的应用。
40.优选的，所述幼龄男性尿道损伤疾病为幼龄男性不可逆的体积性尿道损伤疾病。
41.本发明的有益效果是：
42.本发明提供的管状支架具有仿生结构和优异的机械性能，其内层和外层结构与天然尿道的上皮层和平滑肌层相似，该管状支架显示出幼龄雄性生命体尿道的j形机械反应特性和径向弹性；本发明采用溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶内层，然后使用浸渍纺丝法制备管状支架的聚左旋乳酸层，该制备方法简单高效，具有可批量生产的优势；该管状支架可广泛应用于制备治疗幼龄男性尿道损伤疾病材料中。
附图说明
43.图1为实施例3制备的管状支架扫描电子显微镜图。
44.图2为实施例2、实施例4、实施例7制备的管状支架和雄性幼兔尿道组织的应力应变曲线图。
45.图3为实施例7制备的管状支架外层聚左旋乳酸纤维层和雄性幼兔尿道平滑肌层的纵向应力-应变曲线图。
46.图4为实施例7制备的管状支架外层聚左旋乳酸纤维层和雄性幼兔尿道平滑肌层的周向应力-应变曲线图。
47.图5为实施例7制备的管状支架内层明胶纤维层和雄性幼兔尿道上皮层的纵向应力-应变曲线图。
48.图6为实施例7制备的管状支架内层明胶纤维层和雄性幼兔尿道上皮层的周向应力-应变曲线图。
49.图7为实施例7制备的管状支架与尿路上皮细胞共孵育7天的细胞活率检测图。
具体实施方式
50.以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实
现或理解的。所用试剂或仪器末注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
51.本技术实施例所用天然尿道均为8周龄新西兰雄性幼兔尿道。
52.实施例1
53.本例管状支架的具体制备方法如下：
54.纺丝液的制备步骤：gelatine的相对分子质量约50000，室温条件下溶解在六氟异丙醇中，约12小时，以达到7％(w/v)的最终gelatine浓度。plla的数均分子量(mn)为420000，室温条件下溶解在二甲基甲酰胺和二氯甲烷混合物50/50(v/v)中，约12小时，以达到8％(w/v)的最终plla浓度。
55.溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶层步骤：用10毫升纺丝注射器吸取溶解好的gelatine溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为120μl/min，压缩空气和gelatine溶液管线都连接到喷雾装置中，碰嘴系统可以放置在相对于2.7毫米沉淀棒(收集2.7毫米内径管状支架)的圆周轴的不同位置和角度。高压设定为12kv，低压设定为-1.6kv。碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，以确保在纤维沉积之前有足够的溶剂挥发。收集gelatine纺丝的沉淀棒旋转速度为390rpm。
56.浸渍纺丝法制备管状支架的聚左旋乳酸层：gelatine溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为48小时，然后用5毫升纺丝注射器吸取溶解好的plla溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为150μl/min，高压设定为14kv，低压设定为-1.2kv，碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，继续沉淀plla纺丝时的沉淀棒(此时沉淀棒上已吹塑了一层gelatine纺丝)的旋转速度为900rpm。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为10小时。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积完成后，在2次plla浸渍纺丝法沉积后获得需要的外层亚层。纺丝环境条件为18-25℃和45％(相对湿度)。结束后，从沉淀棒上轻轻剥离纺丝即获得管状支架，然后用手术剪和比例尺根据需求的实际长度修剪成需要的管状支架长度，在进一步使用之前所得的管状支架放置在真空干燥箱内24小时，以在进一步使用之前去除任何残留的有机溶剂，得到本例管状支架。
57.实施例2
58.本例管状支架的具体制备方法如下：
59.纺丝液的制备步骤：gelatine的相对分子质量约50000，室温条件下溶解在六氟异丙醇中，约12小时，以达到8％(w/v)的最终gelatine浓度。plla，数均分子量(mn)为420000，室温条件下溶解在二甲基甲酰胺和二氯甲烷混合物50/50(v/v)中，约12小时，以达到9％(w/v)的最终plla浓度。
60.溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶层步骤：用10毫升纺丝注射器吸取溶解好的gelatine溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为120μl/min，压缩空气和gelatine溶液管线都连接到喷雾装置中，碰嘴系统可以放置在相对于2.7毫米沉淀棒(收集2.7毫米内径管状支架)的圆周轴的不同位置和角度。高压设定为12kv，低压设定为-1.6kv。碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，以确保在纤维沉积之前有足够的溶剂挥发。收集gelatine纺丝的沉淀棒旋转速度为390rpm。
61.浸渍纺丝法制备管状支架的聚左旋乳酸层：gelatine溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为48小时，然后用5毫升纺丝注射器吸取溶解好的plla溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为150μl/min，高压设定为14kv，低压设定为-1.2kv，碰嘴和沉淀棒之
间的距离保持恒定在25cm，继续沉淀plla纺丝时的沉淀棒(此时沉淀棒上已吹塑了一层gelatine纺丝)的旋转速度为900rpm。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为10小时。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积完成后，在2次plla浸渍纺丝法沉积后获得需要的外层亚层。纺丝环境条件为18-25℃和45％(相对湿度)。结束后，从沉淀棒上轻轻剥离纺丝即获得管状支架，然后用手术剪和比例尺根据需求的实际长度修剪成需要的管状支架长度，在进一步使用之前所得的管状支架放置在真空干燥箱内24小时，以在进一步使用之前去除任何残留的有机溶剂，得到本例管状支架。
62.实施例3
63.本例管状支架的具体制备方法如下：
64.纺丝液的制备步骤：gelatine的相对分子质量约50000，室温条件下溶解在六氟异丙醇中，约12小时，以达到9％(w/v)的最终gelatine浓度。plla，数均分子量(mn)为420000，室温条件下溶解在二甲基甲酰胺和二氯甲烷混合物50/50(v/v)中，约12小时，以达到10％(w/v)的最终plla浓度。
65.溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶层步骤：用10毫升纺丝注射器吸取溶解好的gelatine溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为120μl/min，压缩空气和gelatine溶液管线都连接到喷雾装置中，碰嘴系统可以放置在相对于2.7毫米沉淀棒(收集2.7毫米内径管状支架)的圆周轴的不同位置和角度。高压设定为12kv，低压设定为-1.6kv。碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，以确保在纤维沉积之前有足够的溶剂挥发。收集gelatine纺丝的沉淀棒旋转速度为390rpm。
66.浸渍纺丝法制备管状支架的聚左旋乳酸层：gelatine溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为48小时，然后用5毫升纺丝注射器吸取溶解好的plla溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为150μl/min，高压设定为14kv，低压设定为-1.2kv，碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，继续沉淀plla纺丝时的沉淀棒(此时沉淀棒上已吹塑了一层gelatine纺丝)的旋转速度为900rpm。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为10小时。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积完成后，在4次plla浸渍纺丝法沉积后获得需要的外层亚层。纺丝环境条件为18-25℃和45％(相对湿度)。结束后，从沉淀棒上轻轻剥离纺丝即获得管状支架，然后用手术剪和比例尺根据需求的实际长度修剪成需要的管状支架长度，在进一步使用之前所得的管状支架放置在真空干燥箱内24小时，以在进一步使用之前去除任何残留的有机溶剂，得到本例管状支架。
67.实施例4
68.本例管状支架的具体制备方法如下：
69.纺丝液的制备步骤：gelatine的相对分子质量约50000，室温条件下溶解在六氟异丙醇中，约12小时，以达到9％(w/v)的最终gelatine浓度。plla，数均分子量(mn)为420000，室温条件下溶解在二甲基甲酰胺和二氯甲烷混合物50/50(v/v)中，约12小时，以达到10％(w/v)的最终plla浓度。
70.溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶层步骤：用10毫升纺丝注射器吸取溶解好的gelatine溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为120μl/min，压缩空气和gelatine溶液管线都连接到喷雾装置中，碰嘴系统可以放置在相对于2.8毫米沉淀棒(收集2.8毫米内径管状支架)的圆周轴的不同位置和角度。高压设定为12kv，低压设定为-1.6kv。
碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，以确保在纤维沉积之前有足够的溶剂挥发。收集gelatine纺丝的沉淀棒旋转速度为390rpm。
71.浸渍纺丝法制备管状支架的聚左旋乳酸层：gelatine溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为48小时，然后用5毫升纺丝注射器吸取溶解好的plla溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为150μl/min，高压设定为14kv，低压设定为-1.2kv，碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，继续沉淀plla纺丝时的沉淀棒(此时沉淀棒上已吹塑了一层gelatine纺丝)的旋转速度为900rpm。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为10小时。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积完成后，在6次plla浸渍纺丝法沉积后获得需要的外层亚层。纺丝环境条件为18-25℃和45％(相对湿度)。结束后，从沉淀棒上轻轻剥离纺丝即获得管状支架，然后用手术剪和比例尺根据需求的实际长度修剪成需要的管状支架长度，在进一步使用之前所得的管状支架放置在真空干燥箱内24小时，以在进一步使用之前去除任何残留的有机溶剂，得到本例管状支架。
72.实施例5
73.本例管状支架的具体制备方法如下：
74.纺丝液的制备步骤：gelatine的相对分子质量约50000，室温条件下溶解在六氟异丙醇中，约12小时，以达到9％(w/v)的最终gelatine浓度。plla，数均分子量(mn)为420000，室温条件下溶解在二甲基甲酰胺和二氯甲烷混合物50/50(v/v)中，约12小时，以达到10％(w/v)的最终plla浓度。
75.溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶层步骤：用10毫升纺丝注射器吸取溶解好的gelatine溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为120μl/min，压缩空气和gelatine溶液管线都连接到喷雾装置中，碰嘴系统可以放置在相对于2.9毫米沉淀棒(收集2.9毫米内径管状支架)的圆周轴的不同位置和角度。高压设定为12kv，低压设定为-1.6kv。碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，以确保在纤维沉积之前有足够的溶剂挥发。收集gelatine纺丝的沉淀棒旋转速度为390rpm。
76.浸渍纺丝法制备管状支架的聚左旋乳酸层：gelatine溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为48小时，然后用5毫升纺丝注射器吸取溶解好的plla溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为150μl/min，高压设定为14kv，低压设定为-1.2kv，碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，继续沉淀plla纺丝时的沉淀棒(此时沉淀棒上已吹塑了一层gelatine纺丝)的旋转速度为900rpm。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为10小时。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积完成后，在3次plla浸渍纺丝法沉积后获得需要的外层亚层。纺丝环境条件为18-25℃和45％(相对湿度)。结束后，从沉淀棒上轻轻剥离纺丝即获得管状支架，然后用手术剪和比例尺根据需求的实际长度修剪成需要的管状支架长度，在进一步使用之前所得的管状支架放置在真空干燥箱内24小时，以在进一步使用之前去除任何残留的有机溶剂，得到本例管状支架。
77.实施例6
78.本例管状支架的具体制备方法如下：
79.纺丝液的制备步骤：gelatine的相对分子质量约50000，室温条件下溶解在六氟异丙醇中，约12小时，以达到9％(w/v)的最终gelatine浓度。plla，数均分子量(mn)为420000，室温条件下溶解在二甲基甲酰胺和二氯甲烷混合物50/50(v/v)中，约12小时，以达到10％
(w/v)的最终plla浓度。
80.溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶层步骤：用10毫升纺丝注射器吸取溶解好的gelatine溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为120μl/min，压缩空气和gelatine溶液管线都连接到喷雾装置中，碰嘴系统可以放置在相对于3.0毫米沉淀棒(收集3.0毫米内径管状支架)的圆周轴的不同位置和角度。高压设定为12kv，低压设定为-1.6kv。碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，以确保在纤维沉积之前有足够的溶剂挥发。收集gelatine纺丝的沉淀棒旋转速度为390rpm。
81.浸渍纺丝法制备管状支架的聚左旋乳酸层：gelatine溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为48小时，然后用5毫升纺丝注射器吸取溶解好的plla溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为150μl/min，高压设定为14kv，低压设定为-1.2kv，碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，继续沉淀plla纺丝时的沉淀棒(此时沉淀棒上已吹塑了一层gelatine纺丝)的旋转速度为900rpm。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为10小时。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积完成后，在6次plla浸渍纺丝法沉积后获得需要的外层亚层。纺丝环境条件为18-25℃和45％(相对湿度)。结束后，从沉淀棒上轻轻剥离纺丝即获得管状支架，然后用手术剪和比例尺根据需求的实际长度修剪成需要的管状支架长度，在进一步使用之前所得的管状支架放置在真空干燥箱内24小时，以在进一步使用之前去除任何残留的有机溶剂，得到本例管状支架。
82.实施例7
83.本例管状支架的具体制备方法如下：
84.纺丝液的制备步骤：gelatine的相对分子质量约50000，室温条件下溶解在六氟异丙醇中，约12小时，以达到7％(w/v)的最终gelatine浓度。plla，数均分子量(mn)为420000，室温条件下溶解在二甲基甲酰胺和二氯甲烷混合物50/50(v/v)中，约12小时，以达到8％(w/v)的最终plla浓度。
85.溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶层步骤：用10毫升纺丝注射器吸取溶解好的gelatine溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为120μl/min，压缩空气和gelatine溶液管线都连接到喷雾装置中，碰嘴系统可以放置在相对于2.7毫米沉淀棒(收集2.7毫米内径管状支架)的圆周轴的不同位置和角度。高压设定为12kv，低压设定为-1.6kv。碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，以确保在纤维沉积之前有足够的溶剂挥发。收集gelatine纺丝的沉淀棒旋转速度为390rpm。
86.浸渍纺丝法制备管状支架的聚左旋乳酸层：gelatine溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为48小时，然后用5毫升纺丝注射器吸取溶解好的plla溶液，将注射器固定在精密注射泵内，设置进料速率为150μl/min，高压设定为14kv，低压设定为-1.2kv，碰嘴和沉淀棒之间的距离保持恒定在25cm，继续沉淀plla纺丝时的沉淀棒(此时沉淀棒上已吹塑了一层gelatine纺丝)的旋转速度为900rpm。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积的时间为10小时。plla溶液吹塑和浸渍纺丝法沉积完成后，在4次plla浸渍纺丝法沉积后获得需要的外层亚层。纺丝环境条件为18-25℃和45％(相对湿度)。结束后，从沉淀棒上轻轻剥离纺丝即获得管状支架，然后用手术剪和比例尺根据需求的实际长度修剪成需要的管状支架长度，在进一步使用之前所得的管状支架放置在真空干燥箱内24小时，以在进一步使用之前去除任何残留的有机溶剂，得到本例管状支架。
87.对比例1
88.本例管状支架为发明申请cn109847101a公开的管状支架。
89.性能测试
90.1.管状支架的扫描电子显微镜测试
91.取实施例7制备的管状支架(长度为90毫米，内径为2.7毫米)，用扫描电子显微镜(sem，tm-1000，日立)在8kv-10kv的加速电压下观察了该支架横截面的形貌。在成像之前，样品被溅射镀金50秒以增加导电性。图1为实施例3制备的管状支架扫描电子显微镜图。利用imagej软件从sem图像中可以得到实施例3的管状支架的壁厚为550μm，内层明胶厚度210μm，外层厚度340μm。
92.2.管状支架的拉伸测试
93.使用配备有5n称重传感器的纹理分析仪在单轴拉伸下测试含有聚左旋乳酸(plla)/明胶(gelatine)纤维亚层的管状支架的内层和外层。对结构的矩形样品进行测试，以确定其纵向和周向应力-应变剖面。在每层的纵向和周向两个方向切割并测试三个样品。使用精度为10μm的千分尺测量样品厚度和宽度。对于预处理样品，结构物以10mm/min的恒定速度承受拉伸。
94.图2为实施例2、实施例4、实施例7制备的管状支架和雄性幼兔尿道组织的应力应变曲线图。其中，实施例2、实施例4、实施例7制备的管状支架长度为30mm，厚度0.47～0.65mm，宽度8.5～8.8mm；雄性幼兔6周龄，取其尿道作为对照组，长度为30mm，厚度0.47mm，宽度8.5～8.8mm。
95.图3为实施例7制备的管状支架外层聚左旋乳酸纤维层和雄性幼兔尿道平滑肌层的纵向应力-应变曲线图。使用外科剪刀沿沉淀棒修剪管状纤维支架获得一个3cm长的管状支架，然后沿长轴方向用外科手术到切开，获得一个长度3cm厚度0.6cm，宽度8.8mm的纤维膜片，然后用外科尖镊在明胶纤维层上轻轻拉开同心圆纤维片的明胶纤维层，即获得明胶纤维层和聚左旋乳酸纤维层两个纤维薄膜。图4为实施例7制备的管状支架外层聚左旋乳酸纤维层和雄性幼兔尿道平滑肌层的周向应力-应变曲线图。其中，内层明胶纤维层纺丝内壁长度为30mm，厚度0.35mm，宽度8.5mm；外层聚左旋乳酸纤维层纺丝内壁长度为30mm，厚度0.36mm，宽度8.5mm；幼兔上皮层的长度为30mm，厚度0.36mm，宽度8.5mm。
96.图5为实施例7制备的管状支架内层明胶纤维层和雄性幼兔尿道上皮层的纵向应力-应变曲线图。图6为实施例7制备的管状支架内层明胶纤维层和雄性幼兔尿道上皮层的周向应力-应变曲线图。其中，内层明胶纤维层纺丝内壁长度为8.5mm，厚度0.27mm，宽度0.5mm。幼兔平滑肌层的长度为8.5mm，厚度0.27mm，宽度0.5mm。
97.本技术实施例7制备的管状支架内层明胶层的纵向拉伸强度约为1000kpa，断裂伸长率约为580％，弹性模量约为2800kpa，非常接近于尿道上皮层的纵向机械性能参数(见图5)；实施例7制备的管状支架周向拉伸强度约为500kpa，断裂伸长率约为450％，弹性模量约为1400kpa，非常接近于尿道上皮层的周向机械性能参数(见图6)；实施例7制备的管状支架外层(含3层plla丝亚层)的纵向拉伸强度约为2500kpa，断裂伸长率约为580％，弹性模量约为6900kpa，非常接近尿道平滑肌层的纵向拉伸参数(见图3)；实施例7制备的管状支架外层周向拉伸强度约为1500kpa，断裂伸长率约为700％，弹性模量约为4600kpa，非常接近于尿道上皮层的周向机械性能参数(见图4)。本发明尿道支架亚层和整体机械性能均与天然尿
道接近。
98.表1为实施例与对比例1制备的管状支架和雄性幼兔尿道组织机械性能测试结果。由表1可知，本技术制备的管状支架可以更精确地模拟天然尿道的机械反应性，而对比例1的机械性能参数范围中拉伸强度和弹性模量过大，而断裂伸长率比天然尿道小很多，表明对比例1制备的尿道支架刚度很大且柔韧性比较差，不适合幼龄生物体患病尿道重建的使用要求。
99.表1实施例与对比例1制备的管状支架和雄性幼兔尿道组织机械性能测试结果
[0100][0101]
测试所用新西兰幼兔天然尿道(含上皮层和平滑肌层)的拉伸强度为2000～2200kpa，断裂伸长率为480％～580％，弹性模量为5000～6000kpa；本技术实施例7制造的管状支架(内层含1层gelatine丝亚层，外层含3层plla丝亚层)的力学性能的拉伸强度为的拉伸强度为1800～2200kpa，断裂伸长率为480％～550％，弹性模量为5000～7000kpa，表明实施例7制备的管状支架与新西兰幼兔天然尿道的机械性能相近。
[0102]
3.管状支架的细胞相容性测试
[0103]
为了评价所制备管状支架的细胞相容性，先对雄性新西兰幼兔进行了膀胱活检分离出原代尿道上皮细胞。然后用cck-8检测被用来量化管状支架中的细胞代谢活动。将长度为5cm的管状尿道支架与原代尿道上皮细胞共孵育，方法是先将管状支架的一两端用外科缝合线缝合，凝胶胶水加固缝合后，将尿道上皮细胞通过未缝合的一端接种在管状支架的内壁上，然后将另一端缝合并凝胶胶水加固。放置在15毫升离心管内(其中含有10毫升dmem培养基以及10％胎牛血清)，24h后，细胞已经贴壁后，用无菌手术剪刀将管状支架的两端剪开，并剪成0.5cm长的管状支架，将其转移到96孔板中继续培养，第1，2，3和7天，吸出96孔板中的原始培养液，用100μl含有20μl cck-8试剂的新鲜dmem液替换，然后在37℃下孵育1小时，然后，从96孔板中取出细胞管状支架，在synergytm h1多模式平板阅读器中在450nm处测定其培养液的吸收值。阳性对照为培养皿中的细胞，空白孔为阴性对照，所有的样品都是一式三份的测试。计算公式：细胞活率＝(细胞支架组-空白孔)/(阳性对照孔-空白孔)*100％。
[0104]
图7为实施例7制备的管状支架与尿路上皮细胞共孵育7天的细胞活率检测图。由图7可见，实施例7制备的管状支架具有优异的生物相容性，与尿路上皮细胞共孵育7天，尿路上皮细胞依然具有高的生物活性。
[0105]
天然尿道的解剖结构为上皮层、内纵外环的平滑肌层和尿道海绵体构成，本技术实施例制备的管状支架结构受天然尿道上皮层和平滑肌层中ecm结构配置的启发，内层的
明胶层对标上皮层，外层的2～7层对标平滑肌内纵外环的解剖学上的结构特征(厚度)；通过本实施例的方法制备的管状支架的结构和机械性能很完美匹配天然尿道的上皮层和平滑肌层，因此管状支架包括明胶内层和聚左旋乳酸外层，且聚左旋乳酸外层包括2-7层亚层，这样制备的支架能够仿生天然尿道的结构配置，并显示出天然尿道的j形机械反应和径向弹性。
[0106]
本发明提供的管状支架具有仿生结构和优异的机械性能，其内层和外层结构厚度分别为80μm-300μm和180μm-360μm，与男性婴幼儿(年龄0.2～7岁)天然尿道的上皮层和平滑肌层的厚度相似(85μm-300μm和180μm-360μm)。该管状支架内层和外层都显示出与幼龄雄兔尿道上皮层和平滑肌层相似的的j形机械反应特性和径向弹性(图2-图6)；这种动物模型优于狗的模型，因为兔子的阴茎没有阴茎骨，因此在解剖学和功能上更接近人类的阴茎。本发明采用溶液吹塑纺丝法制备管状支架的明胶内层，然后使用浸渍纺丝法制备管状支架的左旋聚左旋乳酸层，该制备方法简单高效，具有可批量生产的优势；该管状支架可广泛应用于制备治疗幼龄男性尿道损伤疾病材料中。
[0107]
本技术公开的制备方法是一种新的自动化生产方法，该方法结合了浸渍纺丝法沉积同心纤维层管状支架，以及一种适合于插层排列增强纳米纤维的溶液吹塑纺丝装置，这种附加的制造方法允许组装具有特定纤维方向和数量的纤维的同心管状支架。该制备方法制备出的管状支架显示出幼龄雄性生命体尿道的j形机械反应和径向弹性。
[0108]
上述实例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。