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一種熱致相分離納米纖維管狀支架及其制備方法

文檔序號:10705541閱讀:419來源:國知局
一種熱致相分離納米纖維管狀支架及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脫細(xì)胞基質(zhì)增強(qiáng)的熱致相分離納米纖維小口徑管狀支架及其制備方法。所述制備方法為:取健康動物主動脈,進(jìn)行脫細(xì)胞處理;將脫細(xì)胞處理所得的基質(zhì)放在表面皿中,滴加超純水至淹沒全部基質(zhì),放入冰箱冷凍;將模具的不銹鋼軸芯上紡入納米纖維,納米纖維和軸芯整體紡入真空干燥箱干燥;將管狀基質(zhì)套在納米纖維的外層,作為力學(xué)增強(qiáng)層;將復(fù)合的連同軸芯的雙層支架裝配到模具中,進(jìn)行溶液澆鑄、處理,得到管狀支架。本發(fā)明制備的管狀支架具有很好的力學(xué)性能、爆破強(qiáng)度和生物相容性,在移植手術(shù)時(shí)對人體無超敏反應(yīng),同時(shí)與人體內(nèi)的血液及周邊組織具有親和力,在心臟內(nèi)、外科修復(fù)手術(shù)中具有很好的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種熱致相分離納米纖維管狀支架及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種小口徑管狀支架及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種脫細(xì)胞 基質(zhì)增強(qiáng)的熱致相分離納米纖維小口徑管狀支架及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 小口徑血管(SDVG,D<6mm)在臨床上用在諸如冠狀動脈和外周血管病變等心血管 疾病治療方面需求量很大,全球人工血管的需求量為100萬條/年,而目前的實(shí)際用量為30 萬條/年,僅在美國,年均開放性血管再生手術(shù)的數(shù)量就達(dá)到25萬例/年。但人造血管,特別 是小口徑血管在移植到人體后不僅缺乏生長活性,而且還不易隨宿主周圍環(huán)境進(jìn)行適應(yīng)性 調(diào)整匹配,很容易導(dǎo)致血栓。通過組織工程與再生醫(yī)學(xué)技術(shù)制備內(nèi)層能夠快速內(nèi)皮化、外層 具有能夠促使平滑肌細(xì)胞長如的微觀結(jié)構(gòu)同時(shí)又具有很好的力學(xué)順應(yīng)性的血管支架,才能 夠滿足臨床上對小口徑血管支架生物相容性、通暢性優(yōu)異的力學(xué)性能的要求。單純的合成 尚分子材料制備的血管有很多缺點(diǎn),如:容易形成血檢、內(nèi)I旲增生、鈣化及引起慢性炎癥,同 時(shí)不具有生長的潛能。
[0003] 脫細(xì)胞異種移植物是在血管再生重建中最常用的一種組織工程替代物,其有效成 分是膠原蛋白和彈性蛋白,為人體所具有的天然材料成分。靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維 管狀支架雖然會有一定的力學(xué)性能,但由于具有太小的孔隙,平滑肌細(xì)胞無法長入,僅僅通 過物理黏附很容易脫落,這就需要通過編織技術(shù)和熱致相分離技術(shù)結(jié)合靜電紡絲技術(shù),分 模塊功能化賦予血管支架,使其具有多層結(jié)構(gòu),各司其職,達(dá)到臨床移植要求。
[0004] 靜電紡絲技術(shù)被廣泛應(yīng)用于制備組織工程支架,而編織技術(shù)被應(yīng)用與制備管狀支 架的報(bào)道也已有文獻(xiàn)報(bào)道。由于熱致相分離技術(shù)在制備納米纖維時(shí),可選擇的材料有限制, 雖不如前兩者那么廣泛應(yīng)用,但與其他材料共混制備支架領(lǐng)域也有好很好的應(yīng)用。但迄今 為止,采用靜電紡絲技術(shù)、編織技術(shù)和熱致相分離技術(shù)結(jié)合的方法制備小口徑管狀支架的 報(bào)道卻尚未出現(xiàn)。因此通過此三種技術(shù)制備出一種成熟的集力學(xué)性能和生物相容性于一體 的多級功能化結(jié)構(gòu)管狀支架,將具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的問題是提供一種脫細(xì)胞基質(zhì)增強(qiáng)的熱致相分離納米纖維小口 徑管狀支架及其制備方法。
[0006] 為了解決上述問題,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種熱致相分離納米纖維管狀 支架的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
[0007] 步驟1):取健康動物主動脈,進(jìn)行脫細(xì)胞處理,并浸泡在0.85 %~0.9 %的生理鹽 水中備用;
[0008] 步驟2):將步驟1)中脫細(xì)胞處理所得的基質(zhì)放在表面皿中,滴加超純水至淹沒全 部基質(zhì),放入-80°C~-60°C冰箱冷凍48~72小時(shí),取出后冷凍干燥48~60小時(shí);
[0009] 步驟3):將模具的不銹鋼軸芯上紡入0.06~0.1 mm厚的納米纖維,納米纖維和軸芯 整體紡入真空干燥箱干燥;
[0010] 步驟4):將步驟2)中所得的管狀基質(zhì)套在步驟3)制得的納米纖維的外層,作為力 學(xué)增強(qiáng)層;
[0011] 步驟5):將步驟4)中復(fù)合的連同軸芯的雙層支架裝配到模具中,進(jìn)行溶液澆鑄、處 理,得到管狀支架。
[0012] 優(yōu)選地,所述步驟1)中脫細(xì)胞處理具體為:內(nèi)徑為1~6mm、長30~40mm的主動脈從 健康動物的腹部取出后用含有0.5%~1 %青霉素/鏈霉素雙抗的PBS緩沖溶液噴洗10~20 次,至表面無血漬等污染物。
[0013]優(yōu)選地,所述主動脈取自8個月大的健康動物。
[0014]優(yōu)選地,所述脫細(xì)胞流程具體為:清洗干凈的腹主動脈浸泡在裝有50mL PBS混合 溶液的錐形瓶中,保鮮膜封口,放入CO2搖床中恒溫震蕩7天,每隔一天換一次脫細(xì)胞溶液。
[0015] 更優(yōu)選地,所述PBS混合溶液由以下按重量份數(shù)計(jì)的原料制備的: pH .? Z4的磷酸鹽溶液 應(yīng)份; IritonX-IOO 5 份;
[0016] ?.卜二烷纖酸鈉的 5份5 銳氧腿酸納 5份。
[0017] 優(yōu)選地,所述步驟3)中納米纖維紡絲溶液由以下重量份數(shù)計(jì)的原料組成:
[0018] 六氟異丙醇 100份;
[0019] 乳酸-己內(nèi)酯共聚物(PLCL) 7~9.8份;
[0020] 聚癸二酸甘油酯(PGS) 0.2~3份。
[0021] 優(yōu)選地,所述步驟5)中用于澆鑄的溶液由以下重量份數(shù)計(jì)的原料組成: 西氫膚喃(THF) KKHih 聚左旋乳酸(PLLA) 2~6份;
[0022] 聚癸二酸甘油_ (PGS) (U~3汾; 現(xiàn)酸~ B內(nèi)醜共聚麴(PLCL) 2'、、.6份
[0023] 優(yōu)選地,具體步驟如下:
[0024] 在分析天平上稱取一定質(zhì)量的PLLA、PGS和PLCL材料混合,在50~60°C條件下溶于 四氫呋喃(THF)中,攪拌溶解至獲得質(zhì)量體積比為8~10(g/mL)的澄清均一溶液;隨后將混 合溶液迅速澆鑄到之前裝配好的帶有納米纖維層和脫細(xì)胞基質(zhì)層的特定型號的聚四氟乙 烯模具內(nèi),迅速放置在-80°C條件下使其相分離,放置時(shí)間24小時(shí)以上;之后取出模具,退去 模具的外殼后浸泡在〇°C超純冰水混合物中,5分鐘后將管狀支架從模具的軸心上褪下繼續(xù) 浸泡在〇°C超純冰水混合物中,每隔6小時(shí)換一次水交換溶劑48~96小時(shí),從去離子水中取 出管狀支架后冷凍干燥48小時(shí)以上,即得到三層管狀支架。
[0025]本發(fā)明還提供了 一種采用上述熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法制備的 熱致相分離納米纖維管狀支架。
[0026]通過靜電紡絲技術(shù)制備具有仿生細(xì)胞外生長基質(zhì)的納米纖維作為與血液接觸的 內(nèi)層,中層是由脫細(xì)胞基質(zhì)組成的支撐層,外層由PLLA、PGS、PLCL三種可降解材料通過熱致 相分離技術(shù)制備的大孔納米纖維組成。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是所用紡絲材料PGS對內(nèi)皮細(xì)胞的黏附、增殖 和迀移有很好的促進(jìn)作用,更有利于內(nèi)皮細(xì)胞快速長滿人工支架,從而實(shí)現(xiàn)快速內(nèi)皮化,同 時(shí)和PGS共混的PLCL能夠在PGS降解后起到支撐內(nèi)皮層的作用沖層的脫細(xì)胞基質(zhì)為天然的 人體固有的膠原蛋白和彈性蛋白,作為管狀支架的總體力學(xué)支撐層;外層為熱致相分離制 備的大孔納米纖維層,引導(dǎo)、促進(jìn)平滑肌快速生長,從而達(dá)到仿生。這種具有很好的組織相 容性和生物力學(xué)性能的復(fù)合型組織工程血管的制備為發(fā)展小口徑血管支架提供了一種簡 單且有效的制備技術(shù)思路。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發(fā)明制備的熱致相分離納米纖維管狀支架的剖視圖;
[0029] 圖2為可完全拆卸管狀支架制備模具的示意圖;
[0030] 圖3為不同納米纖維制備的小口徑管狀支架的掃描電鏡圖;
[0031] 其中,1為熱致相分離納米纖維,2為靜電紡絲納米纖維。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為使本發(fā)明更明顯易懂,茲以優(yōu)選實(shí)施例,并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0033] 實(shí)施例1和實(shí)施例2采用的制備模具如圖2所示,包括用于接收的模具軸芯1以及套 于其外側(cè)的模具外鞘管4,模具軸芯1的兩端分別設(shè)有模具防漏塞一 2和模具防漏塞二3。 [0034] 實(shí)施例1
[0035] 取8個月大的口徑為3mm左右的健康豬胸主動脈,進(jìn)行脫細(xì)胞處理,并浸泡在0.9% 的生理鹽水中備用;將處理后所得的脫細(xì)胞基質(zhì)放在表面皿中,滴加超純水至淹沒全部基 質(zhì),放入-80°C冰箱冷凍60小時(shí),取出后冷凍干燥60小時(shí),-20°C冷藏備用。在分析天平上分 別稱取〇 · 4gPLLA、0 · 2gPGS和0 · 4gPLCL材料混合在一起,加入IOmL四氫呋喃溶劑,封口膜密 封螺口反應(yīng)瓶,置于60°C水浴鍋中,磁力攪拌至獲質(zhì)量/體積分?jǐn)?shù)為10%澄清均一溶液。隨 后將混合溶液迅速澆鑄到之前裝配好的帶有納米纖維層和脫細(xì)胞基質(zhì)層的特定型號的聚 四氟乙烯模具內(nèi),迅速放置在-80°C條件下使其相分離,放置時(shí)間24小時(shí)。之后取出模具,退 去模具的外殼后浸泡在〇°C超純冰水混合物中,5分鐘后將管狀支架從模具的軸心上褪下繼 續(xù)浸泡在〇°C超純冰水混合物中,每隔6小時(shí)換一次水交換溶劑48小時(shí),從去離子水中取出 管狀支架后冷凍干燥24小時(shí)。通過細(xì)胞種植技術(shù),在支架內(nèi)部種植內(nèi)皮細(xì)胞,支架外部種植 平滑肌細(xì)胞,經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)即得到內(nèi)徑為3_、管壁后為1mm的三層管狀支架。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 取8個月大的口徑為2.2mm左右的健康SD腹主動脈,進(jìn)行脫細(xì)胞處理,并浸泡在 0.9%的生理鹽水中備用;將處理后所得的脫細(xì)胞基質(zhì)放在表面皿中,滴加超純水至淹沒全 部基質(zhì),放入-80°C冰箱冷凍48小時(shí),取出后冷凍干燥48小時(shí),-20°C冷藏備用;將模具的內(nèi) 徑為2mm不銹鋼軸芯上紡上0 . Imm厚的納米纖維,納米纖維和軸芯整體放入真空干燥箱干 燥;將冷藏的脫細(xì)胞管狀基質(zhì)取出套在紡有納米纖維軸芯上,作為力學(xué)增強(qiáng)層;在分析天平 上分別稱取〇 · 3gPLLA、0 · IgPGS和0 · 6g PLCL材料混合在一起,加入IOmL四氫呋喃溶劑,封口 膜密封螺口反應(yīng)瓶,置于60°C水浴鍋中,磁力攪拌至獲質(zhì)量/體積分?jǐn)?shù)為10%澄清均一溶 液。隨后將混合溶液迅速澆鑄到之前裝配好的帶有納米纖維層和脫細(xì)胞基質(zhì)層的特定型號 的聚四氟乙烯模具內(nèi),迅速放置在-80°C條件下使其相分離,放置時(shí)間48小時(shí)。之后取出模 具,退去模具的外殼后浸泡在〇°C超純冰水混合物中,5分鐘后將管狀支架從模具的軸心上 褪下繼續(xù)浸泡在O°C超純冰水混合物中,每隔6小時(shí)換一次水交換溶劑48小時(shí),從去離子水 中取出管狀支架后冷凍干燥48小時(shí)。通過細(xì)胞種植技術(shù),在支架內(nèi)部種植內(nèi)皮細(xì)胞,支架外 部種植平滑肌細(xì)胞,經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)即得到內(nèi)徑為2_、管壁后為1mm的三層管狀支架。
[0038]采用本發(fā)明制得的熱致相分離納米纖維管狀支架如圖1所示,內(nèi)層為靜電紡納米 纖維,中間層為脫細(xì)胞基質(zhì),外層熱致相分離納米纖維。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法,其特征在于,包括W下步驟: 步驟1):取健康動物主動脈,進(jìn)行脫細(xì)胞處理,并浸泡在0.85%~0.9%的生理鹽水中 備用; 步驟2):將步驟1)中脫細(xì)胞處理所得的基質(zhì)放在表面皿中,滴加超純水至淹沒全部基 質(zhì),放入-80°C~-60°C冰箱冷凍48~72小時(shí),取出后冷凍干燥48~60小時(shí); 步驟3):將模具的不誘鋼軸忍上紡入0.06~0.1mm厚的納米纖維,納米纖維和軸忍整體 紡入真空干燥箱干燥; 步驟4):將步驟2)中所得的管狀基質(zhì)套在步驟3)制得的納米纖維的外層,作為力學(xué)增 強(qiáng)層; 步驟5):將步驟4)中復(fù)合的連同軸忍的雙層支架裝配到模具中,進(jìn)行溶液誘鑄、處理, 得到管狀支架。2. 如權(quán)利要求1所述的熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法,其特征在于,所述步 驟1)中脫細(xì)胞處理具體為:內(nèi)徑為1~6mm、長30~40mm的主動脈從健康動物的腹部取出后 用含有0.5 %~1 %青霉素/鏈霉素雙抗的PBS緩沖溶液噴洗10~20次,至表面無血潰等污染 物。3. 如權(quán)利要求1或2所述的熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法,其特征在于,所 述主動脈取自8個月大的健康動物。4. 如權(quán)利要求1或2所述的熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法,其特征在于,所 述脫細(xì)胞流程具體為:清洗干凈的腹主動脈浸泡在裝有50mL PBS混合溶液的錐形瓶中,保 鮮膜封口,放入C〇2搖床中恒溫震蕩7天,每隔一天換一次脫細(xì)胞溶液。5. 如權(quán)利要求4所述的熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法,其特征在于,所述 PBS混合溶液由W下按重量份數(shù)計(jì)的原料制備的: 排海7、4的鷄酸懇潑液 100撥; 1誠(滯取1辦 5錄; 十二攜基鐵'11額游 S撥; I餐戳繼綾織 5鍛。6. 如權(quán)利要求1所述的熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法,其特征在于,所述步 驟3)中納米纖維紡絲溶液由W下重量份數(shù)計(jì)的原料組成: 六氣異丙醇 100份; 乳酸-己內(nèi)醋共聚物 7~9.8份; 聚癸二酸甘油醋 0.2~3份。7. 如權(quán)利要求1所述的熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法,其特征在于,所述步 驟5)中用于誘鑄的溶液由W下重量份數(shù)計(jì)的原料組成: 四毅談釀 1辦汾; 聚左旋郛酸 2~6攜; 聚蠻二酸巧棘酸 0.2,、.3'餘; 乳酸.、盤巧聽共聚嚮 2~看饒;;8. 如權(quán)利要求1所述的熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法,其特征在于,具體步 驟如下: 在分析天平上稱取一定質(zhì)量的化LA、PGS和化化材料混合,在50~60°C條件下溶于四氨 巧喃中,攬拌溶解至獲得質(zhì)量體積比為8~lOg/mL的澄清均一溶液;隨后將混合溶液迅速誘 鑄到之前裝配好的帶有納米纖維層和脫細(xì)胞基質(zhì)層的特定型號的聚四氣乙締模具內(nèi),迅速 放置在-8(TC條件下使其相分離,放置時(shí)間24小時(shí)W上;之后取出模具,退去模具的外殼后 浸泡在〇°C超純冰水混合物中,5分鐘后將管狀支架從模具的軸屯、上稱下繼續(xù)浸泡在0°C超 純冰水混合物中,每隔6小時(shí)換一次水交換溶劑48~96小時(shí),從去離子水中取出管狀支架后 冷凍干燥48小時(shí)W上,即得到Ξ層管狀支架。9. 一種采用權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的熱致相分離納米纖維管狀支架的制備方法制 備的熱致相分離納米纖維管狀支架。
【文檔編號】A61L27/18GK106075594SQ201610525751
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】莫秀梅, 朱同賀, 于奎, 沈威, 谷子琦, 殷海月, 潘瀟涵, 陳若昕, 陳維明, 郭煦然, 高強(qiáng), 王娟, 馮文浩, 吳俁
【申請人】東華大學(xué)
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