[发明专利]一种小口径丝素蛋白管状材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于血管及神经等组织修复的生物医用材料，特别涉及一种具有良好力学性能及生物学性能的小口径管状材料及其制备方法。

背景技术

人体的多种管道系统经常因损伤、病变等原因需要进行修复。以血管为例，全球每年都有数以万计的人由于血管老化、损伤、病变等多方面原因患有血管类疾病。血管缺损修复，特别是小口径血管(直径＜6mm)的修复一直是临床的难点之一。小血管缺损修复包括传统的直接替换及组织再生的方法(组织工程方法)。用生物惰性材料如聚酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺(PU)等直接替换缺损小血管因血栓栓塞、内膜增生等并发症未能获得成功。况且这些材料不可被生物降解，难以被生物体完全接受，其所带来的慢性免疫反应增加了感染的风险，对血管移植物的长期适应性造成障碍。组织再生的方法是将可降解生物材料或其与种子细胞的复合体植入血管缺损部位作为细胞生长的支架，从而实现体内组织的自然再生。组织再生方法为小血管缺损修复提供了新的思路。然而目前国内外关于组织再生小口径血管支架的研究，大部分因材料的力学性能达不到要求、材料植入生物体后出现免疫排异反应或材料不能对缺损血管进行彻底修复等问题而宣告失败。

用组织再生方法修复缺损小血管，合理构建支架是其成功与否的关键。根据天然血管的结构进行必要的仿生是构建血管修复支架的可行途径。人体血管主要包含三层结构：邻近管腔最内层为内膜，主要是内皮细胞；最外层为外膜，由数层纤维母细胞掺杂于胶原纤维基质所构成；介于内外膜之间的是中膜，由数层平滑肌细胞构成。如果血管再生支架中包含像真血管一样的三层结构，可诱导不同细胞分层生长，那彻底修复缺损血管将成为可能。构建支架的另外一个重要因素就是材料的选择。构成支架的材料应具有良好的生物相容性、生物活性以及生物可降解性。蚕丝由约75％的丝素和约25％的丝胶组成，是较纯的天然蛋白纤维。研究表明丝素蛋白无毒、无刺激性，具有独特的生物活性和一定的生物可降解性，并具有比合成材料和胶原等天然材料更好的生物相容性。蚕丝丝素蛋白已用于化妆品和食品添加剂约30年，蚕丝手术缝合线已临床应用近100年，现已成为最主要的天然材料手术缝合线。文献调查表明，蚕丝丝素材料已被国内外生物材料研究者用于软骨、韧带、血管、皮肤、神经、骨组织的再生研究(Progress in Polymer Science 2007；32：991-1007)。丝素蛋白是较理想的制造小口径血管再生支架的原料。

在本发明之前，公开号为CN 1487025A的中国发明专利中，公开了一种薄壁可降解管状高分子材料及其熔融注射成型方法，该发明利用低压注塑的方法将聚羟基羧酸酯、聚原酸酯、聚酸酐等合成材料制备成型为管状，用于血管、神经导管等生物医用管状材料。公开号为CN 1569253A的中国发明专利“一种组织器官修复材料的制备方法”中，采用3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物(PHBHHx)复合聚己内酯(PCL)、聚氨酯(PU)等高分子材料制备组织修复材料。然而这些合成材料与细胞不具备特异性相互作用，不利于细胞的黏附、铺展和生长。公开号为CN 101264342A的中国发明专利“丝素蛋白小口径血管”中，采用溶液涂覆的方法将丝素溶液涂覆到特制管材模具上，再经过加热干燥制成管或膜状材料；公开号为CN101156967A的中国发明专利“丝素蛋白多孔管的制备及用途”中，采用静电纺的方法制备单层丝蛋白管状材料。上述方法虽有利于黏附血管内皮细胞，但由于未对血管中层和外层的修复提供相应的支架和环境，所以尚不完全具备作为血管再生修复支架的充分条件。

发明内容

本发明目的是提供一种具有良好的生物相容性、一定的力学强度和可被生物降解的小口径丝素蛋白管状材料及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：提供一种小口径丝素蛋白管状材料，它的内径为1～8毫米，管壁厚度为0.2～2毫米；它的结构包括外层、中层和内层，所述的中层为管状熟丝编织网，其外表面覆盖微纳米级丝素纤维网为该管状材料的外层，所述的内层为丝素多孔材料。

提供一种小口径丝素蛋白管状材料的制备方法，包括如下步骤：

(a)用熟丝编织成内径为1～8毫米的管状，制得小口径丝素蛋白管状材料的中层；

(b)将上述管状材料的中层置于质量浓度为3～10％的丝素水溶液中进行浸渍处理后，在40～60℃的温度条件下干燥、固化处理15～60分钟，再将其套装在静电纺丝收集棒上；