一种功能化可降解载药人工仿生血管及其制备方法与流程

1.本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种功能化可降解载药人工仿生血管及其制备方法。


背景技术：

2.人工血管需要长期存在于人体内，良好的力学性能和长期通畅性非常重要。目前，直径＞6mm的大中径人工血管已经取得了良好的临床效果，但是直径＜6mm小径血管会出现血栓、堵塞、炎症等问题，进而导致水肿、疼痛。所以一般在术后会被要求定时复查和周期性药物治疗，这存在药物副作用、患者依从性差、复查服药周期长、治疗成本高等缺点。
[0003] cn 104921841 b公开了一种双层结构人工血管的制备方法，该专利通过静电纺丝技术，两步法制备。该发明所述的人工血管在植入人体后，能够在体内微环境作用下，依靠宿主干细胞的迁移和分化重构血管内皮层和平滑肌层，最终实现血管的完全再生。但是，它本身不含有任何抗凝等活性成分，所以在植入前中期和血管完全再生之前就可能会引起血栓、炎症、再次堵塞等问题，并且双层结构没有真正仿生自然血管。
[0004] 除此之外，cn 105363076 b提供了一种聚乳酸己内酯-胶原蛋白双层仿生血管支架的制备方法，该专利所述的双层仿生血管支架是以cd133抗体、肝素钠溶液作为芯层、以聚乳酸己内酯-胶原蛋白复合纺丝液作为壳层进行静电纺丝。该专利所述的双层仿生血管支架，内层负载功能型药物、外层模拟天然血管平滑肌层结构，具有优良的力学性能和生物相容性。虽然该双层仿生血管支架负载了药物，但同样不能保证刚植入时或植入前期不会出现血栓和炎症问题，而且药物可能会失活；双层结构，合成材料单一，同样没有真正仿生自然血管。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是提供一种功能化可降解载药人工仿生血管。
[0006]
本发明是通过以下技术方案实现的。
[0007]
一种功能化可降解载药人工仿生血管，其特征在于：所述人工仿生血管包括三层仿生结构、双重缓释体系和表面药物涂层；三层仿生结构中，内层和外层均为聚氨酯脲-胶原蛋白层，中层为聚氨酯-胶原蛋白层，双重缓释体系位于内层，由纺丝纤维和纳米颗粒构成，其中，纳米颗粒负载药物和血管内皮生长因子；表面药物涂层添加抗凝剂和抗炎剂；所述纳米颗粒为钙基蒙脱土、钠基蒙脱土、镁基蒙脱土中的一种；所述血管内皮生长因子为vegf-a、vegf-e和胎盘生长因子中的一种或几种；所述抗凝剂为低分子肝素钙、肝素钠、肝素锂、肝素铵、依诺肝素钠、那屈肝素钙、及达肝素钠、磺达肝素钠、苄丙酮香豆素、双香豆素、醋硝香豆素、水蛭素、来匹卢定、地西卢定、阿加曲班、希美加群、阿司匹林、氯吡格雷、替格瑞洛、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸二钾、乙二胺四乙酸三钾、枸橼酸钠、草酸钠、草酸钾和草酸铵中的一种或几种；所述抗炎剂为阿莫西林、氨苄西林、青霉素、青霉素v、氯唑西林、苯唑西林、括头孢
洛林、头孢托罗、红霉素、罗红霉素、阿奇霉素、克拉霉素、链霉素、卡那霉素、新霉素、庆大霉素、金霉素、土霉素、四环素、米诺环素、萘啶酸、吡哌酸、诺氟沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星和氟罗沙星中的一种或几种。
[0008]
本发明还提供了一种功能化可降解载药人工仿生血管的制备方法，包括以下步骤：（1）纳米颗粒改性：将无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入阳离子表面活性剂，加热搅拌反应，抽滤、洗涤、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；（2）载药纳米颗粒制备：改性纳米颗粒与纯化水混匀制备纳米颗粒悬浮液，缓慢逐滴加入含有抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子的药物溶液，调节ph至10，再次搅拌，随后抽滤、洗涤、冷冻干燥、打碎过筛，得到载药纳米颗粒；（3）纺丝液制备：将聚氨酯脲与胶原蛋白溶于六氟异丙醇溶液，得到外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入载药纳米颗粒，得到内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液，得到中层纺丝液b；（4）静电纺丝：按照内层、中层、外层的顺序进行静电纺丝，得到人工仿生血管；（5）表面药物涂层制备：将人工仿生血管置于戊二醛蒸汽中交联，随后进行药物喷涂，最后干燥，得到功能化可降解载药人工仿生血管。
[0009] 所述步骤（1）中无机纳米颗粒浓度为10-30 mg/ml，阳离子表面活性剂浓度为4-11 mg/ml；所述加热搅拌时间为6-10 h，温度为70-90℃。
[0010] 所述步骤（2）中悬浮液中纳米颗粒浓度为1-5 mg/ml，抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子质量比为（7-13）:（2-6）:1，药物溶液浓度为2-6 mg/ml，再次室温搅拌时间为24-48 h，冷冻干燥时间为72 h。
[0011]
所述步骤（3）中外层纺丝液a、中层纺丝液b和内层纺丝液c中的聚氨酯脲/聚氨酯与胶原蛋白质量比均为（0.5-6）:1，质量体积浓度均为6%-12%，载药纳米颗粒质量体积浓度为1%-5%，混合溶液中四氢呋喃和二甲基甲酰胺的质量比为1:（0.5-5）。
[0012] 所述步骤（4）中静电纺丝工艺参数为温度23-27℃、室内湿度50%-70%、电压6-14 kv、注射器针头与接收装置的距离13-17 cm、液体推进速率1-2 ml/h、采用不锈钢滚棒为接收装置、不锈钢滚棒直径为0.5-6 mm、不锈钢滚棒的转速为400-800 rpm。
[0013] 所述步骤（5）中戊二醛蒸汽浓度为25%，交联时间12 h；所述药物浓度为40-60 mg/ml，抗凝剂和抗炎剂的质量比为（7-13）:（2-6），喷涂为雾化喷涂，干燥时间为7-15 d。
[0014]
本发明所使用的组分均为商购产品，其结构和组成是本领域技术人员所知晓的。
[0015]
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：1、本法明制备的人工仿生血管能够在组分、结构和功能方面仿生自然血管。首先，组分方面，人工仿生血管材料是合成材料（聚氨酯脲、聚氨酯）和天然材料（胶原蛋白）融合制备，具有良好的回弹性、顺应性和柔韧性等机械性能，以及生物可降解性；胶原蛋白，提供优异的细胞黏附性和亲和性。其次，结构方面，人工仿生血管为三层纤维网络结构，能够模拟自然血管微环境。再次，功能方面，人工仿生血管能够释放抗凝抗炎物质和血管内皮生长因子，避免植入血栓和感染问题。以上均有利于自然血管细胞的黏附、增殖，促进血管内皮化并避免组织增生。
[0016] 2、此人工仿生血管将药物缓释和速释方式结合。表面涂层可速释药物，避免血管
植入时和植入前期血栓和炎症问题；而内层缓释药物有利于促进内皮化和维持血管长期稳定性。
[0017] 3、此人工仿生血管将纳米颗粒和纳米纤维结合，构成双缓释体系，其双扩散缓释效果优于单一静电纺丝纳米纤维缓释系统，且能够保护药物等物质的活性。另外，纳米颗粒本身存在表面效应、量子效应以及协同效应，能够提高提高人工仿生血管的综合性能。
附图说明
[0018]
图1为人工仿生血管立体结构图；图2为人工仿生血管横切面结构图；图3为人工仿生血管纵切面结构图；图4为人工仿生血管肝素体外释放测试验结果图；图5为人工仿生血管体外细胞增殖检测试验结果图；图6为人工仿生血管体外降解检测试验结果图；1为外层结构、2为中层结构、3为内层结构、4为血管内腔。
实施方式
[0019]
以下结合实施例和对比例对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但本发明不受这些具体实施例的限制。
[0020] 以下为实施例和对比例部分。
[0021]
实施例1将20 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入7 mg/ml阳离子表面活性剂，80℃水浴搅拌8 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将3 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入4 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为10:4:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到9%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入3%载药纳米颗粒后混匀，得到9%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:2）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度25℃、湿度60%、电压11 kv、距离15 cm、推进速率1.5 ml/h、滚棒转速为600 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂50 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为5:2），最后真空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0022]
实施例2将10 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入4 mg/ml阳离子表面活性剂，70℃水浴搅拌6 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将1 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入2 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为7:2:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为1:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到6%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入1%载药纳米颗粒后混匀，得到6%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:1）
中，得到6%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度23℃、湿度50%、电压8 kv、距离13 cm、液体推进速率1 ml/h、滚棒转速为400 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂40 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为7:2），最后真空干燥7天，得到人工仿生血管。
[0023]
实施例3将30 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入11 mg/ml阳离子表面活性剂，90℃水浴搅拌10 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将5 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入6 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为13:6:1），调节ph至10，再次搅拌48 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为6:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到12%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入5%载药纳米颗粒后混匀，得到12%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为6:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:5）中，得到12%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度27℃、湿度60%、电压14 kv、距离17 cm、推进速率2 ml/h、滚棒转速为800 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂60 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为13:6），最后真空干燥15天，得到人工仿生血管。
[0024]
实施例4将20 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入11 mg/ml阳离子表面活性剂，80℃水浴搅拌10 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将5 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入4 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为10:4:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到12%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入3%载药纳米颗粒后混匀，得到12%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:2）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度25℃、湿度70%、电压14 kv、距离17 cm、推进速率2 ml/h、滚棒转速为800 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂50 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为5:2），最后真空干燥15天，得到人工仿生血管。
[0025]
实施例5将30 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入7 mg/ml阳离子表面活性剂，90℃水浴搅拌8 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将3 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入4 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为13:6:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为6:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到9%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入1%载药纳米颗粒后混匀，得到9%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为6:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:3）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度25℃、湿度60%、电压11 kv、距离17 cm、推进速率2 ml/h、滚棒转速为400 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂60 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为13:6），最后真
空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0026]
实施例6将10 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入7 mg/ml阳离子表面活性剂，70℃水浴搅拌6 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将1 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入1 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为10:4:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到6%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入5%载药纳米颗粒后混匀，得到6%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:1）中，得到6%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度23℃、湿度50%、电压8 kv、距离13 cm、推进速率1 ml/h、滚棒转速为400 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂50 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为5:2），最后真空干燥7天，得到人工仿生血管。
[0027]
实施例7将20 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入3 mg/ml阳离子表面活性剂，80℃水浴搅拌6 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将3 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入4 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为7:2:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为2:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到9%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入1%载药纳米颗粒后混匀，得到9%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为2:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:1）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度25℃、湿度60%、电压11 kv、距离15 cm、推进速率1.5 ml/h、滚棒转速为800 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂40 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为7:2），最后真空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0028]
对比例1将20 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入7 mg/ml阳离子表面活性剂，80℃水浴搅拌8 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将3 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入4 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为10:4:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲溶于六氟异丙醇溶液中，得到9%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入3%载药纳米颗粒后混匀，得到9%内层纺丝液c；将聚氨酯溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:2）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度25℃、湿度60%、电压11 kv、距离15 cm、推进速率1.5 ml/h、滚棒转速为600 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂50 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为5:2），最后真空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0029]
对比例2将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到9%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入3%药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为
10:4:1）后混匀，得到9%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:2）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度25℃、湿度60%、电压11 kv、距离15 cm、推进速率1.5 ml/h、滚棒转速为600 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂50 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为5:2），最后真空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0030]
对比例3将20 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入7 mg/ml阳离子表面活性剂，80℃水浴搅拌8 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将3 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入4 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为10:4:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到9%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入3%载药纳米颗粒后混匀，得到9%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:2）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度33℃、湿度80%、电压20 kv、距离20 cm、推进速率12 ml/h、滚棒转速为1000 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂50 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为5:2），最后真空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0031]
对比例4将20 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入7 mg/ml阳离子表面活性剂，80℃水浴搅拌8 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到9%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入3%纳米颗粒后混匀，得到9%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:2）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度25℃、湿度60%、电压11 kv、距离15 cm、推进速率1.5 ml/h、滚棒转速为600 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂50 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为5:2），最后真空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0032]
对比例5将20 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入7 mg/ml阳离子表面活性剂，80℃水浴搅拌8 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将3 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入4 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为10:4:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到9%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入3%载药纳米颗粒后混匀，得到9%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:2）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度25℃、湿度60%、电压11 kv、距离15 cm、推进速率1.5 ml/h、滚棒转速为600 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，最后真空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0033]
对比例6将20 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入7 mg/ml阳离子表面活性剂，80℃
水浴搅拌8 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将3 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入4 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为10:4:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到9%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入3%载药纳米颗粒后混匀，得到9%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为4:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:2）中，得到9%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度25℃、湿度60%、电压11 kv、距离15 cm、推进速率1.5 ml/h、滚棒转速为600 rpm），将纺丝产物进行雾化喷涂50 mg/ml药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为5:2），最后真空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0034]
对比例7将20 mg/ml无机纳米颗粒与纯化水混匀后加入7 mg/ml阳离子表面活性剂，80℃水浴搅拌8 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥，打碎，过筛，得到改性纳米颗粒；将3 mg/ml改性纳米颗粒与纯化水混匀，逐滴加入4 mg/ml药物溶液（抗凝剂、抗炎剂和血管内皮生长因子重量份比为10:4:1），调节ph至10，再次搅拌24 h，抽滤、洗涤3次、冷冻干燥、打碎，过筛，得到载药纳米颗粒；将聚氨酯脲与胶原蛋白（重量份比为6:1）溶于六氟异丙醇溶液中，得到15%外层纺丝液a；在外层纺丝液a中加入3%载药纳米颗粒后混匀，得到15%内层纺丝液c；将聚氨酯与胶原蛋白（重量份比为6:1）溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺混合溶液（两者重量份比为1:7）中，得到15%中层纺丝液b；按照由内而外顺序进行静电纺丝（温度18℃、湿度40%、电压4 kv、距离0.5 cm、液体推进速率0.3 ml/h、滚棒转速为200 rpm），将纺丝产物置于25%戊二醛蒸汽中交联24 h，随后雾化喷涂50 mg/ml的药物涂层（抗凝剂和抗炎剂重量份比为5:2），最后真空干燥11天，得到人工仿生血管。
[0035] 本发明中对功能化可降解载药人工仿生血管的检测采用以下检测方法：（1）孔隙率测定将样品放入到已知体积（v1）的无水乙醇溶液中，10 min后，记录无水乙醇和样品的混合体积（v2），视（v
2-v1）为样品的体积。随后将样品取出，记录此时残留的无水乙醇溶液体积（v3）。以样品中所含乙醇体积（v
1-v3）为样品孔隙所占的体积，则样品和样品中乙醇的总体积为：v=（v
2-v1）+（v
1-v3）=v
2-v3。样品的孔隙率（ρ）按如下公式计算：ρ=（v
1-v3）/（v
2-v3）。
[0036] （2）压缩性能检测试验采用人体生物管道压缩弹性仪对样品进行压缩强度及弹性回复率测试。以10 mm/min的压缩速度将样品压缩至样品外径的50％，停留10 s，再以10 mm/min的速度释放。测试6个样品取平均值。
[0037] （3）渗透压检测试验将样品一端封闭，另一端连接连续增压装置，并配置一个压力传感器用以记录瞬间压力。当样品管内充满37℃生理盐水时，打开连续增压装置。当人工血管外表面有水珠出现时，压力传感器上的瞬间压力即为水渗透压，准确记录压力值。测试6个样品取平均值。
[0038] （4）爆破强度检测试验将样品一端封闭，另一端连接连续增压装置，并配置一个压力传感器用以记录瞬间压力。将37℃生理盐水持续注入样品中，注入速度为3 ml/min，爆破强度为样品破裂时的
压力值。测试6个样品取平均值。
[0039] （5）纵向拉伸强度和断裂拉伸率检测试验将样品两端固定在电子拉力测试机的夹子上，并记录夹距l0。确保待测血管样本无拉伸，无扭曲，无固定损坏并维持此状态1 min。开启拉力机，以50 mm/min稳定速度拉伸样品直到破裂，记录最大载荷和样本破损时拉伸长度l1。测试6个样品取平均值。断裂拉伸率可用公式：断裂拉伸率（%）=[（l
1-l0）/l0]
×
100%。
[0040] （6）耐缝合强度检测试验在单轴向拉伸强力仪上进行耐缝合强度测试试验。将样品一端固定在夹具的下夹头，另一端被5-0带针缝合线穿过，缝合线固定于上夹头，上夹头以50 mm/min的速度匀速拉伸缝合线至样品破裂。其中，缝合线穿过的位置距试样边缘2 mm，耐缝合强度为拉断后的瞬时值。测试6个样品取平均值。
[0041] （7）体外细胞毒性检测试验参照《gbt16886.5-2017医疗器械生物学评价 第5部分：体外细胞毒性试验》进行检测。测试6次取平均值。
[0042] （8）体外溶血率检测试验将1 ml新鲜血液放至抗凝管中，混匀后用pbs清洗五次，随后加入35 ml pbs混匀，制得稀释抗凝全血。将人工血管样品制成1 cm3大小进行试验。以稀释抗凝全血和蒸馏水混合液作为阳性对照组，以稀释抗凝全血和pbs混合液作为阴性对照组，以块状样品放入稀释抗凝全血和pbs混合液中作为试验组。各组在37℃环境下孵育2 h，随后5000 rpm离心5 min，测量上清液在540 nm处吸光度od。测试6个样品取平均值。计算公式：溶血率（hr/%）=（od
试验组-od
阴性组
）/（od
阳性组-od
阴性组
）
×
100%。
[0043] （9）体外抗凝检测试验选取长度为2 cm的样品 6 根，分别放入 3 个小平皿中。从新西兰大白兔耳中动脉采血，迅速转移至小平皿中，每个小平皿加入新鲜兔血 2 ml，并使血液完全浸没样品，轻轻摇动小平皿。另取一个平皿加入新鲜兔血作为对照。一定时间后，观察样品外壁和内腔是否有血栓形成。
[0044] （10）药物缓释检测试验以肝素为研究对象，通过甲苯胺蓝法制作标准曲线。将无菌人工血管样品制成0.5 cm小块若干，分别置于37℃无菌生理盐水中，分别在1、3、5、7、9、11、13周定时取生理盐水测试。释放率=（释放含量/总加入量）
×
100%。测试6次取平均值。
[0045] （11）体外细胞增殖检测试验将无菌样品接种人脐静脉内皮细胞悬液进行培养，每天定时更换1次培养液，并取3组样品，去除培养液后加入dmem和水溶性四氮唑，37℃孵育4 h后，检测体系450 nm吸光度值。测试结果取平均值。
[0046] （12）体外降解效果检测试验取无菌样品并称重w1，加入溶菌酶溶液，密封后37℃保存，分别于1、2、4、6、8、10和14周定时取出，蒸馏水洗涤干燥后称重记为w2，通过比较每个时间点样品的降解率确定人工血管的体外降解情况。测试6次取平均值。降解率=（w2/w1）
×
100%。
[0047] （13）急性全身毒性检测试验
急性全身毒性检测试验用动物为小鼠。参照《gb/t 14233.2-2005 医用输液、输血、注射器具检验方法 第2部分：生物试验方法》。其中，样品按0.2 g/ml比例放入生理盐水中，37 ℃浸提72 h，制成浸提液；试验组尾静脉注射1 ml浸提液，对照组注射等体积生理盐水。测试6次取平均值。
[0048] （14）动物植入试验植入试验用动物为比格犬，体重37 kg，人工仿生血管置换试验前禁食禁水24 h。选用陆眠宁ⅱ按0.05 ml/kg剂量肌注麻醉后，将犬固定，去除手术部位毛发。手术过程中，随时关注犬情况，以便及时补充麻醉针。剥离出犬股动脉血管后，尽量保持植入部位血管与手术台平行。人工仿生血管随自体血管搏动良好则视为人工仿生血管置换成功。术后静脉滴注葡萄糖用来恢复犬体力，同时注意观察犬右后腿站立情况，并对伤口每天碘伏消毒。
[0049] （a）炎症检测试验运用血清淀粉样蛋白a+超敏c-反应蛋白+白细胞介素-6+降钙素原联合法检测比格犬体内是否存在炎症，检测时间点为植入后12 h、24 h、48 h和96 h。
[0050] （b）术后彩色多普勒超声检查融合效果分别于1周、3个月和6个月，对比格犬人工仿生血管植入部位进行多普勒超声检查，以影像观察是否有堵塞、再狭窄、组织增生和缝合处撕裂的情况。以上几种情况均无记为“合格”，出现任意一种情况则记为“不合格”。
[0051] 分别按照孔隙率测试方法、压缩性能测试方法、渗透压测试方法、爆破强度测试方法、纵向拉伸强度和断裂拉伸率测试方法、耐缝合强度测试方法、细胞毒性测试方法、体外溶血率测试方法、体外抗凝检测测试方法、药物缓释测试方法、体外细胞增殖测试方法、体外降解效果测试方法和动物植入试验测试方法对人工仿生血管的机械性能、生物相容性和植入效果进行了检测，结果如表1、表2、表3、附图4、附图5和附图6所示。
[0052]
表1一种人工仿生血管实施例检测结果
[0053]
表2一种人工仿生血管对比例检测结果
[0054]
表3急性全身毒性试验小鼠的症状和体重变化结果
[0055]
通过表1实施例1-7和表2对比例1可知，人工仿生血管的孔隙率、压缩性能、水渗透压、爆破强度、纵向拉伸强度、断裂拉伸率、耐缝合强度和溶血率都与是否含有胶原蛋白有关，胶原蛋白属于天然物质，机械性能较差，但是所有实施例的体外溶血率均低于5%，说明胶原蛋白能够提供优异的生物相容性，符合临床对医用材料溶血率的要求。
[0056]
通过表1实施例1-7和表2对比例2、3、4和5可知，人工仿生血管的双缓释体系、是否载药和是否具有药物涂层对整体机械影响不大，但对影响溶血率。
[0057]
通过表1实施例1和表2对比例5可知，人工仿生血管表面药物涂层，能够防止血管内腔和外壁形成血栓，增加血管的血液相容性；还能够避免机体出现炎症反应，提高血管的生物安全性。
[0058]
通过表1实施例1和表2对比例6可知，是否对人工仿生血管进行交联对血管的爆破强度、纵向拉伸强度、断裂拉伸率和耐缝合强度影响较大，不交联这些指标均下降，说明交联能够提高血管机械性能。
[0059]
通过表1实施例1和表2对比例3和7可知，静电纺丝技术参数对人工仿生血管制备十分重要，能够直接影响到其机械性能，还会造成生物不相容。
[0060]
通过表1实施例1-7和表2对比例1-7可知，实施例1-7植入融合效果均合格，对比例1-7均不合格，融合效果存在差异，表明堵塞、再狭窄、组织增生和缝合处撕裂的情况均会发生。实施例和对比例结果说明人工仿生血管的胶原蛋白材料、活性物质能够影响人工仿生血管相容性，交联和静电纺丝技术参数能够直接影响人工仿生血管本身的机械性能，两方面协同避免堵塞、再狭窄和组织增生的问题，提高血管植入稳定性。
[0061]
取实施例1所述样品进行急性全身毒性测试，结果如表3所示。试验组和对照组的小鼠外观、精神表现等各项指标均正常、无症状，并且两组的体重变化无显著性差异。因此，人工仿生血管的急性全身毒性检测合格。
[0062]
取实施例1和对比例2所述样品进行肝素释放率测定，结果如附图4所示。两组整体而言，第1周肝素释放率均最高（实施例1为15.17%；对比例2为16.73%），这说明第1周血管表面涂层药物得以快速释放；后来随着时间的延长，均呈现先迅速下降后缓慢上升趋势，迅速下降说明涂层药物基本释放完全，后缓慢上升说明缓释体系开始发挥作用，其中实施例1释放持续平稳，而对比例2释放率高于实施例1且不稳定。
[0063]
取实施例1和对比例1所述样品，测定样品体外细胞增殖效果。如附图5可知，实施例1细胞增殖远多于对比例1，这说明材料中胶原蛋白能够增加整体血管的生物相容性，促进细胞增殖和生长。
[0064]
取实施例1所述样品进行人工仿生血管降解效果测定。由如附图6可知，人工仿生血管是可以降解的，降解率呈现缓慢上升后加快降解的趋势，到14周降解率到35.82%，是说明随着时间的不断延长，血管孔隙不断扩大，人工仿生血管接触相对表面积逐渐变大。这有利于血管细胞在中后期的繁殖和生长，进一步加快自然血管地形成。
[0065]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当意识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容之后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的，任何本领域的技术人员能想到的变化均应该为本法明的保护范围。