人工血管明膠蛋白、黃芪多糖復(fù)合預(yù)凝涂層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種人工血管明膠蛋白、黃芪多糖復(fù)合預(yù)凝涂層方法，由一滌綸（學(xué)名聚對苯二甲酸乙二酯）材質(zhì)機(jī)織或針織的彈性多孔隙管型或Y字型結(jié)構(gòu)的合成血管假體，通過使用明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液至少涂層2遍制成，上述的共混合溶液主要包括有明膠蛋白、黃芪多糖、塑化劑和干燥劑，通過浸潤使其均勻分布于血管假體全層，然后置于含有炭化二亞胺蒸汽的干燥箱中交聯(lián)固定。
【專利說明】人工血管明膠蛋白、黃芪多糖復(fù)合預(yù)凝涂層 所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可用于置換病變?nèi)梭w血管的人工血管假體的預(yù)凝涂層方法，尤其 是使用混合有塑化劑和干燥劑的明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層人血管假體，使其不 漏血和促進(jìn)血管組織再生，從而免除手術(shù)過程中預(yù)凝血操作和促進(jìn)血管組織再生的方法。 [0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 目前,使用人工血管置換人體病變血管是一項(xiàng)重要的外科操作技術(shù)。人工血管有 多種類型并且有多種材質(zhì)。滌綸(學(xué)名聚對苯二甲酸乙二酯)材質(zhì)的人工血管在現(xiàn)代血管置 換手術(shù)中使用最為普遍，由滌綸編織的人工血管管壁通常有不同程度的孔隙，便于受體組 織侵入生長、包裹人工血管假體并促其愈合。但同時(shí)，人工血管的孔隙亦有其不利的一面， 即植入時(shí)會(huì)導(dǎo)致大量血液通過管壁滲漏到體腔中，明顯增加手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
[0004] 預(yù)凝涂層是指在目前使用的滌綸材質(zhì)人工血管置換機(jī)體病變血管時(shí)，由于滌綸材 質(zhì)的人工血管本身具有多滲漏性，同時(shí)缺乏組織生長的引導(dǎo)性，若涂上適合的生物組織相 容性化學(xué)物質(zhì)作為滌綸材質(zhì)人工血管的涂層(此過程稱為預(yù)凝)，即可防止血液的滲漏，同 時(shí)還可促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞遷移再生的物質(zhì)，即預(yù)凝涂層。在目前臨床上通 常使用的預(yù)凝涂層主要是可降解的生物材料，包括自體血漿、白蛋白、膠原、絲素蛋白和明 膠等(沈宗林.介紹一種滌綸血管預(yù)凝方法.中國循環(huán)雜志.1990;馮慕賢.馬凡綜合征心 血管病的手術(shù)配合.嶺南心血管病雜志.1998 ;黃福華.絲素蛋白涂層人工血管的研制.中 國醫(yī)學(xué)科學(xué)院博士論文；Kuijpers et al, Journal of Biomaterials Science: Polymer Edition, 11，225， 2000 ;Folk JE. Transglutaminases. Biochemistry 1980,49: 517 ?531 ;Falcone P，Serafini D, Del Duca S. Comparative studies of transglutaminase activity and substrates in different organs of helianthus tuverosus. Plant Physiol 1993，142: 263 ?273 ;Yasueda H，Kumazawa Y，Motoki M. Purification and characterization of a tissue - type transglutaminase from red sea bream. Bioscience Biotechnology Biochemistry 1994,58:2041 ?2045)。但以上所述涂層材 料不穩(wěn)定，提取和提純困難，價(jià)格昂貴（J. H. Lee，W. G. Kim，and S. S. Kim，"Development and characterization ok an alginate impregnated polyester vascular graft，，'J Biomed Mater Res 36,200-208(1997))。并且隨著心血管外科手術(shù)復(fù)雜性的提高，手術(shù)時(shí)間明顯 延長，導(dǎo)致置換人工血管時(shí)間延長，患者出血率上升，對人工血管的安全性提出了更高的要 求。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】
為克服上述涂層材料應(yīng)用困難，本發(fā)明采用可降解的生物材料明膠蛋白、黃芪多糖共 混合溶液涂層人工血管假體，同樣達(dá)到免除手術(shù)過程中預(yù)凝血操作，減少漏血，同時(shí)促進(jìn)血 管組織重塑的目的。該人工血管由具有生物相容材料構(gòu)成的多孔隙管狀或Y狀合成血管假 體與混合有塑化劑和干燥劑的明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液交聯(lián)而成，使得人工血管假 體不漏血，從而免除手術(shù)過程中的預(yù)凝操作，同時(shí)促進(jìn)血管組織重塑的目的。該多孔隙人工 血管假體由滌綸材質(zhì)機(jī)織或針織而成。
[0006] 從豬皮中提取并通過特定酶的化學(xué)方法得到高純度的明膠蛋白溶液；從植物黃 芪中提純并通過蒸餾和萃取方法提取得到高純度的黃芪蛋白溶液，將兩種高純度的明膠蛋 白溶液和黃芪蛋白溶液以1 :1的重量百分比例混合，并向混合溶液加入塑化劑和干燥劑， 后用攪拌機(jī)使兩種溶液充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，將共混合溶液均勻涂于合成血管假體的內(nèi)外面， 使人工血管結(jié)構(gòu)上充滿彈性而且具備較好的操控性和縱向伸展能力。使用明膠蛋白、黃芪 多糖蛋白共混合溶液至少涂層2遍，干燥后將其暴露于炭化二亞胺蒸汽的干燥箱中交聯(lián)固 定。
[0007] 為保持人工血管假體在干燥狀態(tài)下保持柔軟不塌陷而具有彈性，在使用明膠蛋 白、黃芪多糖共混合溶液涂層人工血管假體前需要鄰苯二甲酸二酯（DEHP)或其他生物相容 性的塑化劑和氯化鈣等類型的干燥劑。共混合涂層材料中明膠蛋白的濃度為20 μ g/mL，黃 芪多糖的濃度為20 μ g/mL，塑化劑濃度為10-15% (重量百分比)，干燥劑濃度為3-5% (重 量百分比)。
[0008] 合成針織或機(jī)織型的人工血管依照本發(fā)明的方法使用明膠蛋白、黃芪多糖、塑化 劑和干燥劑的混合液涂層后獲得最重要的特征是使原來多孔隙結(jié)構(gòu)的血管基質(zhì)的滲水率 約降至零，并且有利于人工血管上血管組織的生長。作為對照實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)取未涂層的10根 合成機(jī)織型的滌綸血管，平均滲水率為：357. 9±20. 4ml/min*CnT2,按照本發(fā)明涂層后滲水 率降至零。同時(shí)取未涂層的5根合成機(jī)織型的滌綸血管植入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)6小時(shí)后，病理 組織學(xué)檢驗(yàn)顯示人工血管上并無血管組織生長，按照本發(fā)明涂層后人工血管上有血管組織 生長。
[0009] 由此，本發(fā)明目的是提供一種制備不漏血和促進(jìn)人工血管上血管組織再生的人工 血管假體的方法。
[0010] 本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種制備明膠蛋白和黃芪多糖共混合溶液涂層合成 血管假體使其不漏血并且可促進(jìn)人工血管上血管組織再生的方法。
[0011] 本發(fā)明其他的目的和益處將在以下的實(shí)例說明中得到清晰的顯示。
[0012] 本發(fā)明包含的特征、性質(zhì)以及相關(guān)原理和操作步驟和各步驟之間的關(guān)系將在以下 具體實(shí)例中的細(xì)節(jié)逐一闡述，而本發(fā)明的范圍將在權(quán)利要求中說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 為更好的理解本發(fā)明，須參考說明書附圖及說明： 圖1是按照本發(fā)明的方法制備的明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層的直線型人工血 管假體部分的橫截面； 圖2是按照本發(fā)明的方法制備的明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層的Y型人工血管 假體部分的橫截面； 圖3表示人工血管假體的滲水率隨著按照本發(fā)明的方法運(yùn)用明膠蛋白、黃芪多糖共混 合溶液涂層次數(shù)增多逐步降低； 圖4表示運(yùn)用本發(fā)明的方法明膠蛋白、黃芪多糖共混合涂層人工血管上血管組織生長 表現(xiàn)； 圖5表示不同組別明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液對細(xì)胞增殖的影響； 圖6表示不同處理組6 h、12 h、24 h細(xì)胞遷移率。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 按照本發(fā)明制備的合成人工血管假體如圖1所示：包括管型結(jié)構(gòu)主體01，它是由 具生物相容性的纖維合成材料，尤其是聚對苯二甲酸乙酯（即滌綸）針織或機(jī)織而成的基 質(zhì)02構(gòu)成的多孔隙結(jié)構(gòu)體.基質(zhì)02具有內(nèi)外側(cè)兩層絨面04。滌綸構(gòu)成管型結(jié)構(gòu)主體01， 并且使其具備多孔隙的結(jié)構(gòu)允許受體的血管組織侵入生長，同時(shí)保持開放的管腔結(jié)構(gòu)允許 血液順暢通過。在絨面04內(nèi)側(cè)面覆蓋有明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層06,明膠蛋白、 黃芪多糖共混合溶液涂層06需要運(yùn)用明膠蛋白、黃芪多糖、塑化劑和干燥劑的共混合液體 材料涂層至少2遍并通過暴露在炭化二亞胺蒸汽中交聯(lián)而成。
[0015] 圖2演示一 Y字形明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層的人工血管假體12,血管假 體12包括主管狀結(jié)構(gòu)體14和兩個(gè)分枝管狀體16。主管狀結(jié)構(gòu)體14和分枝管狀體16由漆 綸針織或機(jī)織而成的基質(zhì)18構(gòu)成，基質(zhì)18內(nèi)側(cè)絨面覆蓋有明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液 涂層20,需要運(yùn)用明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液至少涂層2遍。
[0016] 依據(jù)本發(fā)明多孔隙結(jié)構(gòu)的人工血管假體基質(zhì)由滌綸通過針織或機(jī)織而成最優(yōu)。通 常通過滌綸機(jī)織編織而成的人工血管假體滲水率范圍在357. 9±20. 4ml/min*CnT2。交聯(lián)明 膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液的方法是將明膠蛋白、黃芪多糖、塑化劑和干燥劑的混合液均 勻涂在人工血管假體基質(zhì)內(nèi)，去除多余的涂層材料并放置干燥后暴露于炭化二亞胺蒸汽中 交聯(lián)，后在干燥箱內(nèi)干燥脫水。按照本發(fā)明制備的明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層的人 工血管的滲水率(單位：ml/min*cnT2)接近于零。通常通過漆纟侖基質(zhì)編織而成的人工血管 假體植入到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)，在6小時(shí)內(nèi)人工血管假體上血管組織基本不生長。通過本發(fā)明 制成的含有明膠蛋白、黃芪多糖共混合涂層的人工血管假體植入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)，6小時(shí)后人 工血管假體上血管組織有明顯生長。
[0017] 以下實(shí)例將說明從豬皮中提取和純化明膠蛋白溶液及黃芪多糖從植物黃芪中提 取和純化黃芪多糖以根據(jù)發(fā)明制備明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層人工血管假體的過 程。列舉實(shí)例的目的是闡述專利而不是來限制它的范圍。
[0018] 實(shí)例1 :明膠蛋白和黃芪多糖的提取方法 把豬皮在絞肉機(jī)中制成大小均勻的肉泥，然后往豬皮肉泥中加入木瓜蛋白酶溶液，料 液比例為1 :30,其中木瓜蛋白酶的酶含量為1. 5%，提取時(shí)間為7h，提取溫度為60攝氏度， pH調(diào)節(jié)為5.9的條件下，提取得到明膠蛋白初步溶液，進(jìn)一步把明膠蛋白初步溶液進(jìn)行微 濾膜操作，微濾膜操作條件為壓力〇. 25MPa，溫度65攝氏度，大約在12分鐘后膜通量最大且 趨于穩(wěn)定，得到濃度約75%的明膠蛋白溶液，最后加入適當(dāng)?shù)恼麴s水調(diào)配成實(shí)驗(yàn)所需的濃 度。
[0019] 把黃芪在磨粉機(jī)中磨成粗細(xì)均勻的粉末狀，然后取IOOg黃芪粉末加入適量蒸餾 水溶解攪拌形成溶液，后將溶液在70°c恒溫中回流提取3次，每次提取3h，加純化水量 40ml和95%乙醇至終濃度90%進(jìn)行醇沉靜置4h，收集沉淀物。收集到的沉淀物在干燥箱中 干燥24h后形成粉末狀黃芪多糖，此時(shí)所得黃芪多糖原粉濃度為70-80% (重量百分比)，最 后加入適當(dāng)?shù)恼麴s水調(diào)配成實(shí)驗(yàn)所需的濃度。
[0020] 把上述步驟得到的明膠蛋白溶液和黃芪多糖溶液以比例1 :1混合，并用攪拌機(jī)進(jìn) 行攪拌使兩者充分混合，最終得到所需共混合溶液。
[0021] 實(shí)例2 :明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層人工血管 將含有明膠蛋白（按照實(shí)例1從黃芪中提?。舛葹?0 μ g/ml的明膠蛋白溶液和黃芪 多糖(按照實(shí)例1從黃芪中提?。舛葹?0 μ g/ml的黃芪多糖溶液以1 :1的重量百分比 充分混合后注滿50ml的注射器內(nèi)，該明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液含有15%鄰苯二甲酸 二酯（DEHP)、3%氯化鈣和蒸餾水，粘度為40000-48000厘泊。注射器與人工血管假體一端 相連，明膠蛋白和黃芪多糖共混合溶液被推注入人工血管腔并使涂層液均勻涂布在管腔內(nèi) 壁，多余的明膠蛋白、黃芪多糖共混合在人工血管假體另外一端流出。涂層后人工血管在50 攝氏度的干燥箱中干燥1小時(shí)，涂層干燥需要至少操作2次。
[0022] 涂層至少2次后，使人工血管暴露于炭化二亞胺蒸汽中交聯(lián)交聯(lián)后置于50攝氏度 干燥箱中干燥24小時(shí)。
[0023] 實(shí)例3 :涂層前后人工血管假體血液滲透率比較 按照實(shí)例2的方法制備的明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層的人工血管檢測如下， 隨機(jī)取10根直徑為8mm，長度為IOcm涂層后的合成機(jī)織人工血管并與儲(chǔ)血器相連，在 120mmHg壓力下，使肝素化的血液在人工血管內(nèi)通過，收集滲漏的血液并計(jì)量(單位：ml/ min*cm~2)。檢測結(jié)果10根人工血管的血液滲出率分別為：0. 01，0. 03,0. 09,0. 01，0. 04， 0. 01，0. 01，0. 01，0. 02,0. 05,平均血液滲出率為 0. 029 ml/min*cm~2,接近于零。
[0024] 為與未涂層的機(jī)織人工血管比較，選取未涂層的人工血管重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作，測 得平均血液滲出率為30. I ml/min*cnT2。
[0025] 實(shí)例4 :涂層次數(shù)前后人工血管假體滲水率比較 人工血管經(jīng)過明膠蛋白、黃芪多糖共混合溶液涂層1次后滲水率降至3%以下，涂層2 次后滲水率降至1%以下，涂層5次后滲水率接近于0。標(biāo)準(zhǔn)的滲水率實(shí)驗(yàn)測定為在120mmHg 的水柱壓力下通過2. 44 cnT2面積的圓孔，將人工血管假體的樣品固定在圓孔上lmin，收 集并且測定滲水量。每個(gè)樣品分別測定數(shù)次，測定結(jié)果如下表示：滲水率=ml/(min* CnT2)。 機(jī)織人工血管的滲水率為600 ml/min*cnT2經(jīng)過不同次數(shù)涂層后的滲水率。
[0026] 變化如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種制備具有預(yù)凝涂層的人工血管假體的方法，所述具有涂層的人工血管假體包括 人工血管假體和涂在人工血管假體上的涂層，其特征在于所述涂層含有明膠蛋白、黃芪多 糖、塑化劑和干燥劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備人工血管的方法，特征在于將含有明膠蛋白、黃芪多糖、 塑化劑和干燥劑的共混合溶液均勻涂覆在人工血管全層，然后在含有炭化二亞胺蒸汽的干 燥箱中進(jìn)行交聯(lián)固定，最終獲得所述的人工血管假體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備人工血管假體的方法，其特征在于塑化劑選自鄰苯 二甲酸二酯（DEHP)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備人工血管假體的方法，其特征在于干燥劑選自氯化 鈣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備人工血管假體的方法，其特征在于人工血管假體由 生物相容性材料制成，其為滌綸材質(zhì)(學(xué)名聚對苯二甲酸乙二酯）并具有彈性多孔隙管型或 Y字型結(jié)構(gòu)的合成編織物，可以是機(jī)織型或針織型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備人工血管假體的方法，其特征在于明膠蛋白的濃度 為20 iig/mL，黃芪多糖的濃度為20 iig/mL，塑化劑濃度為10-15% (重量百分比)，干燥劑 濃度為3-5% (重量百分比）。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備人工血管假體的方法，其中涂覆涂層溶液至少要2 層。
【文檔編號(hào)】A61L27/50GK104307043SQ201410525283
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月7日
【發(fā)明者】張志輝, 張梅, 馮然, 張熙騰, 劉濤, 何舒翹 申請人:張志輝