[发明专利]催化内源NO前体释放NO的纳米纤维人工血管及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料生物医学应用领域，涉及一种催化内源NO前体释放NO的纳米 纤维人工血管及制备方法。

背景技术

人体血管严重损伤由于自体修复能力差而成为困扰医学界的难题，自1952年用维纶制 造人工血管获得临床成功，人们陆续开发出多种材料的人工血管。现在普遍采用的移植血管 主要是由涤纶、尼龙和聚四氟乙烯等材料制成，但这些材料不支持人体内皮细胞的粘附和生 长，使得植入人体的血管难以充分内皮化，对血管的长期适应性造成障碍。因此该类血管目 前只能用作病变血管的替代品，且口径较粗，而口径在6mm以下的血管因容易造成血栓， 在临床上发现畅通率较低，不能满足临床医学需要。

正常内皮细胞所包含的抗凝血功能分子有一氧化氮(NO)、前裂腺素、血栓调节素、肝素 等。其中一氧化氮不仅能够有效地抑制血小板聚集，而且还具有抑制血管平滑肌细胞增生和 细菌粘附以及促进创伤愈合等作用。NO的扩张血管的特性还用于气囊血管成形术后再狭窄的 治疗，尤其是它的半衰期相对短，可减少出血等副作用。现有NO释放血液接触材料制备繁琐 困难，血液接触材料仍只有固定的NO储存量，因此限制了NO持续长期的释放，不能够长时 间控制NO释放，可控性较差。

目前组织工程血管的研究内容主要是选用具有良好生物性能的天然及合成高聚物，通过 不同的方法构建成纳米纤维血管，体外引导种子细胞增殖、扩展和分化，体内移植后最终实 现自体血管的再生。静电纺丝法能够直接形成所需口径的管状结构，并且能够模仿细胞外基 质的组成和结构，为细胞的粘附和生长提供良好的生物环境，为自体血管的再生和重建提供 了可能性。

人工血管的材料可分为天然生物材料与合成材料。采用天然材料与合成材料相结合，将 双方优势进行互补与结合，制备能够同时具有良好的力学性能和生物学性能的复合纳米纤维 组织工程血管，所得人工血管即具有优异的物理机械性能，又有良好的血液相容性。经过内 层修饰的人工血管植入人体后，随着内皮细胞的粘附，逐渐生长出自体细胞和组织，最终使 其结构和功能趋近于自体血管，从而获得理想的中远期通畅率和抗感染性能。其中明胶、胶 原等物质作为修饰材料时，因其降解速度过快，不能满足实际需要，人们通过交联的方法来 降低降解速度，包括物理交联方法和化学交联方法。物理交联方法是经过X-射线以及电弧放 电照射后，使明胶转化为不溶的物质。化学交联方法是利用含有两个或两个以上官能团的交 联剂使明胶发生交联，常用的交联剂有戊二醛、京尼平等。其中化学交联的方法更为常用。 但明胶膜交联后剧烈收缩、卷曲，不利于得到平展的明胶膜，并且这一问题尚未得到有效解 决。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具有良好的组织相容性和力学性能 的催化释放一氧化氮的纳米纤维血管。

本发明的第二个目的是提供一种催化释放一氧化氮的纳米纤维血管的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种催化内源NO前体释放NO的纳米纤维人工血管，由内外两层纳米纤维形成的三维 网状无纺膜管结构组成，用下述方法制成：

(1)按质量比为100∶0.001-5∶0.001-1的比例，将明胶、胶原、丝素蛋白、弹性蛋白或纤 维蛋白和抗坏血酸、亚硝酸钠溶解水中，制成明胶、胶原、丝素蛋白、弹性蛋白或纤维蛋白 的质量分数为15％～30％的溶液；

(2)取步骤(1)制备的溶液20mL，与0.001～1.5mL质量百分浓度为10％-60％的交联剂的 水溶液混匀使其预交联，加入5mL-10mL的质量浓度为0.9％～3.0％的肝素钠水溶液，制成纺 丝原液，装入静电纺丝设备中，采用静电纺丝方法，将静电纺丝设备中纺丝喷嘴喷出并成形 的纤维收集在收集辊上，形成纳米纤维无纺膜管；

(3)按质量比为100∶0.001-5的比例将聚氨酯和铜盐螯合物溶解于质量比为100∶25-300 的四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，制成聚氨酯质量分数为8％～25％的聚氨酯纺 丝原液，装入静电纺丝设备中，采用静电纺丝方法，将静电纺丝设备中纺丝喷嘴喷出并成形 的聚氨酯纤维在收集有纳米纤维无纺膜管的收集辊上继续收集，形成含有铜盐螯合物的聚氨 酯纤维无纺膜管；收集辊的轴垂直于纺丝喷嘴开口方向，所述收集辊沿轴做匀速转动；