復(fù)合工藝制備血管支架的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種血管支架的制備方法，應(yīng)用于生物制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]心血管疾病，尤其是動(dòng)脈硬化導(dǎo)致的冠心病，目前已成為人類主要死亡原因之一，其主要的治療手段為血管移植。由于自體血管來源有限，因此臨床上需要大量的人工血管作為移植替代物。
[0003]隨著血管支架的廣泛應(yīng)用，支架的制造技術(shù)有了很大的發(fā)展，但支架的加工工藝與血管支架的各種性能有著密切的關(guān)系，如對(duì)支架的擴(kuò)張性、支撐力、順應(yīng)性和易彎曲性都有很大的影響，因此對(duì)血管支架成形方法的選擇直接影響著血管支架的使用性能。目前隨著基因工程、細(xì)胞生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和材料學(xué)的飛速發(fā)展，很多國內(nèi)外學(xué)者采用多種技術(shù)復(fù)合的路線構(gòu)建組織工程人工血管，這也是近年來國內(nèi)外的研宄重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
[0004]目前制作出的血管支架由于在結(jié)構(gòu)上不能很好地模擬天然血管結(jié)構(gòu)，因此需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間對(duì)血管支架進(jìn)行體外培養(yǎng)，使其形成類似于天然血管的結(jié)構(gòu)，因此在血管支架成形工藝的選擇上還有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種復(fù)合工藝制備血管支架的方法，采用多種工藝復(fù)合的方法制備血管支架，不僅可以彌補(bǔ)采用單種工藝所帶來的局限，而且能夠更好地模擬天然血管的結(jié)構(gòu)，縮短血管支架體外培養(yǎng)的時(shí)間，使得到的血管支架更符合臨床的多種性能要求。
[0006]為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種復(fù)合工藝制備血管支架的方法，它包括以下步驟:
a.將PVA溶解于去離子水中，在磁力攪拌器上水浴加熱并攪拌直至完全溶解，制得質(zhì)量百分比濃度為10~16wt.%的PVA溶液，然后在PVA溶液還未冷卻至室溫時(shí)，將PVA溶液倒入到制作血管支架內(nèi)層結(jié)構(gòu)的模具中，此時(shí)將芯軸插入到模具中，將芯軸連同模具一起置于_20°C的冰凍箱中冰凍至少8h，然后置于室溫20°C條件下解凍至少8h，如此反復(fù)3-5次，開模后將芯軸連同PVA內(nèi)層膜一并取出，即在芯軸上制得管狀結(jié)構(gòu)的血管支架PVA內(nèi)部分；在制作血管支架內(nèi)層時(shí)，優(yōu)選所述芯軸的直徑為5-8mm，所述芯軸的材質(zhì)優(yōu)選采用不銹鋼；
b.將在所述步驟a中制備的血管支架PVA內(nèi)層膜連同芯軸在酒精中浸泡至少lh，然后用PBS溶液清洗至少3次后，再去除殘余酒精；
c.向海藻酸鈉溶液加入平滑肌細(xì)胞再經(jīng)攪拌均勻后裝載到同軸噴頭的外通道料筒內(nèi)，將氯化鈣溶液裝載到同軸噴頭的內(nèi)通道料筒內(nèi)，然后通過擠出機(jī)構(gòu)從同軸噴頭的內(nèi)外噴孔之間擠出管狀中空纖維，同時(shí)將帶有在所述步驟a中制備的血管支架PVA內(nèi)層膜的芯軸與電動(dòng)機(jī)連接，并以設(shè)定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以血管支架PVA內(nèi)層膜的外表面作為從同軸噴頭擠出的管狀中空纖維的接收載體，同時(shí)控制擠出機(jī)構(gòu)沿芯軸方向平移，使從同軸噴頭擠出的管狀中空纖維在血管支架PVA內(nèi)層膜的外表面上繞成螺旋結(jié)構(gòu)，形成具有螺旋結(jié)構(gòu)的血管支架中間層；在制作血管支架中間層時(shí)，采用的海藻酸鈉溶液的濃度優(yōu)選為3%(w/v)，采用的氯化鈣溶液的濃度優(yōu)選為3%(w/v);血管支架中間層制備工藝優(yōu)選在無菌操作臺(tái)內(nèi)進(jìn)行；在制作血管支架中間層時(shí)，所述同軸噴頭的內(nèi)針頭內(nèi)徑優(yōu)選為0.6_，內(nèi)針頭外徑優(yōu)選為0.8mm，外針頭內(nèi)徑優(yōu)選為1mm，外針頭外徑優(yōu)選為1.2mm ；
d.向另外的PVA溶液中摻入成纖維細(xì)胞并使之混合均勻后，將混合液裝載到料筒中進(jìn)行電紡絲，將帶有在所述步驟a中制備的血管支架PVA內(nèi)層膜連同在所述步驟c中制備的血管支架中間層的芯軸作為電紡絲的接收載體，然后通過電紡絲工藝在血管支架中間層之上包覆血管支架PVA外層膜，制作好由內(nèi)層、中間層和外層三層結(jié)構(gòu)組成的血管支架，然后將制作好的血管支架緩慢從芯軸上取下，在血管內(nèi)壁接種上內(nèi)皮細(xì)胞，并置于二氧化碳培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，得到復(fù)合材料血管支架；在制作血管支架外層時(shí)，采用的PVA溶液的質(zhì)量百分比濃度優(yōu)選為8.8 wt.%;在制作血管支架外層時(shí)，噴頭內(nèi)徑優(yōu)選為0.6mm，控制電紡絲的電壓優(yōu)選為15kV，控制噴頭出口和作為承接載體的在所述步驟c中制備的血管支架中間層外表面之間的距離優(yōu)選為100mm，控制噴頭的供料速優(yōu)選為1.2ml/h ;血管支架外層制備工藝和處理過程以及接種內(nèi)皮細(xì)胞均優(yōu)選在無菌操作臺(tái)內(nèi)進(jìn)行。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明制備的血管支架由具有生物相容性并可降解的生物材料制備，具有良好的生物相容性；
2.本發(fā)明制備的血管支架的內(nèi)層結(jié)構(gòu)的PVA經(jīng)過冰凍-解凍物理交聯(lián)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并且沒有用到化學(xué)交聯(lián)試劑，更有利于細(xì)胞的存活；
3.本發(fā)明制備的血管支架的中間層的螺旋結(jié)構(gòu)很好地模擬了血管中平滑肌細(xì)胞的有序周向排列的結(jié)構(gòu)，且管狀中空纖維為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的傳輸和代謝物的排除提供了良好的環(huán)境，可縮短支架體外培養(yǎng)形成血管的時(shí)間；
4.本發(fā)明制備的血管支架的外層通過靜電紡絲工藝制備的納米級(jí)纖維結(jié)構(gòu)具有高的孔隙率及比表面積，為細(xì)胞粘附提供了條件；
5.與傳統(tǒng)的純靜電紡絲支架相比較，本發(fā)明制備的血管支架的具有更好的機(jī)械性能和臨床適應(yīng)性。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例在制備血管支架的內(nèi)層結(jié)構(gòu)時(shí)采用的模具外部輪廓和軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例制備的血管支架的內(nèi)層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例制備血管支架的中間層結(jié)構(gòu)采用的裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例制備血管支架的內(nèi)層和中間層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例制備血管支架的外層結(jié)構(gòu)采用的裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖6是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例制備的血管支架結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下:
在本實(shí)施例中，參見圖1~圖6，一種復(fù)合工藝制備血管支架的方法，它包括以下步驟:
a.將2.6g PVA溶解于17.4g的去離子水中，在磁力攪拌器上水浴加熱并攪拌直至完全溶解，制得質(zhì)量百分比濃度為13wt.%的PVA溶液，然后在PVA溶液還未冷卻至室溫時(shí)，將PVA溶液倒入到制作血管支架內(nèi)層結(jié)構(gòu)的模具2中，此時(shí)將直徑為8mm的不銹鋼芯軸I插入到模具中，再將芯軸I連同模具一起置于-20°C的冰凍箱中冰凍8h，然后置于室溫20°C條件下解凍8h，如此反復(fù)4次，如圖1開模后將芯軸I連同PVA內(nèi)層膜一并取出，即在芯軸I上制得管狀結(jié)構(gòu)的血管支架PVA內(nèi)部分，參見圖2 ；
b.在無菌操作臺(tái)內(nèi)，將在所述步驟a中制備的血管支架PVA內(nèi)層膜連同芯軸I在酒精中浸泡lh，然后用PBS溶液清洗3次后，再去除殘余酒精；
c.在無菌操作臺(tái)內(nèi)，將0.3g的海藻酸鈉溶解于去離子水中得1ml的海藻酸鈉溶液，采用第二代的平滑肌細(xì)胞用胰酶消化后，以轉(zhuǎn)速為1000r/min的轉(zhuǎn)速離心5min，制得細(xì)胞濃度為4 X 16個(gè)/ml的細(xì)胞懸浮液，將5ml的細(xì)胞懸浮液和1ml的海藻酸鈉溶液混合，并