使用脱细胞化血管片的人工血管的制作方法

使用脱细胞化血管片的人工血管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于血管移植的人工血管及其制造方法。
【背景技术】
[0002]对冠状动脉及外周血管的粥样硬化，进行手术置换或搭桥手术治疗。对于直径5毫米或更小的患病部分，自体血管是用于置换的优选移植物，其中最常用的移植物是自体的乳内动脉、桡动脉和隐静脉，已知这些移植物具有良好的通畅率。然而，存在一些问题，诸如为获得移植物而不可避免的侵入，根据每个病例的移植物长度或质量的可变性，以及在再次手术的病例中(这种情况中移植物已经被使用)移植物的不可获得性。
[0003]另一方面，人工血管如涤纶(Dacron)和ePTFE已用于四肢的周围血管的血管重建，但由于早期血栓形成以及内膜肥厚，人工血管不能用于直径小的血管如冠状动脉。近年来，通过用组织工程技术将细胞接种在人工血管内以用血管内皮细胞覆盖人工血管腔从而防止血液凝固已成为可能。然而，在手术前，必须从患者取出骨髓、培养并移植到人工血管，这需要时间而且费用昂贵。特别是，在紧急情况下如冠状动脉旁路移植术中，其实用性低。

【发明内容】

[0004](本发明要解决的技术问题)
本发明要解决的问题是提供一种人工血管，其能够移植到小直径的血管，可以调整到任意大小的直径，改善获取移植物时的侵入性，并且克服了移植物供应的问题。
[0005](解决所述问题的手段)
为了解决上述问题，本发明人已进行了认真研宄，结果发现通过以下方式制备的人工血管在移植后具有优良的耐压性和通畅性(patency):处理脱细胞化血管片从而使与流动的血液接触的部分由内膜组织组成，该内膜组织衬有中膜组织，而当所述血管片被加工成卷结构时重叠的血管片部分(重叠宽度)由除去内膜组织后的中膜组织组成，所述脱细胞化血管片通过以下方式制备:将来自动物的血管加工成片然后脱细胞，或将来自动物的血管脱细胞然后将其加工成片，以及用组织粘合剂将脱细胞的血管片加工成卷结构。由此完成了本发明。
[0006]因此，本发明可包括由脱细胞化管状结构和组织粘合剂制备的人工血管，所述脱细胞化管状结构是通过将脱细胞化的、片状的血管(脱细胞化血管片)加工成卷结构而制备的，其中所述脱细胞化血管片与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织组成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当加工成卷结构时重叠的片部分(重叠宽度)由中膜组织构成，并且其中组织粘合剂应用于所述重叠宽度。
[0007]此外，本发明包括制备人工血管的方法，该方法包括以下步骤(I)至(5):
(I)(A)或者(B)的制备脱细胞化血管片的步骤:
(A)将来自动物的血管加工成片以制备血管片的步骤和将血管片脱细胞以制备脱细胞化血管片的步骤，或 (B)将来自动物的血管脱细胞以制备脱细胞化血管的步骤和将脱细胞化血管加工成片以制备脱细胞化血管片的步骤，
(2)处理脱细胞化血管片的步骤，从而当脱细胞化血管片被加工成卷结构时与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织形成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当加工成卷结构时重叠的片部分(重叠宽度)由中膜组织构成，内膜组织被除去，
(3)应用组织粘合剂至所述脱细胞化血管片的重叠宽度的步骤，
(4)将脱细胞化血管片加工成卷结构并将所述重叠宽度粘合在一起以制备人工血管的步骤，和
(5)用组织粘合剂涂覆所述得到的人工血管的外周表面的步骤。
[0008]另外，本发明可包括用于人工血管的试剂盒，该试剂盒包含脱细胞化血管片或通过将脱细胞化血管片加工成卷结构而制备的脱细胞化管状结构，以及组织粘合剂，其中所述脱细胞化血管片与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织组成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当加工成卷结构时重叠的片部分(重叠宽度)由中膜组织组成，并且其中组织粘合剂应用于所述重叠宽度。
[0009]发明效果
按照本发明，(I)使制备能够被移植到小直径血管中的小直径人工血管成为可能；(2)有可能由脱细胞化血管片制备各种直径的血管，从而允许制备适合于移植部位的血管的人工血管；(3)在使用来自异源动物的血管的情况中，移植物供应或对非患病部分的其他组织的侵袭性问题得到了补救；(4)由于支架被脱细胞化，即使使用来自异源动物的血管，也不发生免疫排斥或者免疫排斥被大大降低；以及(5)移植之后，管腔被内皮覆盖，自体组织被引入到支架中，从而提供了具有长期通畅性并且理想性接近于自体血管的人工血管。
[0010]附图简述
图1是本发明的人工血管在移植时的照片。
[0011]图2是移植后三周本发明的人工血管的血管壁组织的照片。
[0012]本发明最佳实施方式
本发明可包括由脱细胞化管状结构和组织粘合剂制备的人工血管，所述脱细胞化管状结构是通过将脱细胞化的、片状的血管(脱细胞化血管片)加工成卷结构而制备的，其中所述脱细胞化血管片与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织组成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当加工成卷结构时重叠的片部分(重叠宽度)由中膜组织组成，并且其中组织粘合剂应用于所述重叠宽度。
[0013]如本文所用，中膜组织是存在于内膜下的弹性层中富含的层状组织。
[0014]如本文所用，内膜组织是由内皮细胞支持性组织(基底膜)主要是胶原纤维组成的组织。
[0015]如本文所用，组织粘合剂用于维持人工血管的形状，包括纤维蛋白胶、氰基丙烯酸酯可聚合胶和其中明胶和间苯二酚用甲醛交联的明胶胶体。尤其优选使用纤维蛋白胶作为组织粘合剂。
[0016]当纤维蛋白胶用作粘合剂时，优选为了改善本发明人工血管的耐压性，在将纤维蛋白原涂擦到重叠宽度之后，应用凝血酶和纤维蛋白原。
[0017]本发明的人工血管可优选是这样的，即当纤维蛋白胶用作组织粘合剂时，应用IU/mL至160 U/mL的凝血酶。
[0018]本发明的人工血管可优选是这样的，即当纤维蛋白胶用作组织粘合剂时，应用4mg/mL至250 mg/mL的纤维蛋白原。
[0019]本发明的人工血管可以制备成这样，即可根据移植部位血管的大小而适当地选择内径大小。例如，选择内径为约I mm至约20 mm的人工血管。
[0020]本发明的脱细胞化血管片可优选是通过将来自动物的血管加工成片然后脱细胞化而制备的脱细胞化血管片，或者是通过将来自动物的血管脱细胞化然后加工成片而制备的脱细胞化血管片。
[0021]如本文所用，血管优选选自动脉或静脉。具体而言，动脉可优选选自主动脉、颈动脉、乳内动脉、桡动脉和胃网膜动脉。
[0022]本发明的人工血管可以是这样的，即组织粘合剂涂覆在其外周表面，因为当人工血管的外周表面涂覆有组织粘合剂时，人工血管发挥改善的耐压性和减少的组织粘连的效果O
[0023]本发明人工血管的耐压性可根据移植部位而适当改变，优选为400 mmHg或更多。
[0024]本发明包括制备人工血管的方法，包括以下步骤(I)至(5):
(1)(A)或者(B)的制备脱细胞化血管片的步骤:
(A)将来自动物的血管加工成片以制备血管片的步骤和将血管片脱细胞以制备脱细胞化血管片的步骤，或
(B)将来自动物的血管脱细胞以制备脱细胞化血管的步骤和将脱细胞化血管加工成片以制备脱细胞化血管片的步骤，
(2)处理脱细胞化血管片的步骤，从而当脱细胞化血管片被加工成卷结构时与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织构成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当加工成卷结构时重叠的片部分(重叠宽度)由中膜组织构成，内膜组织被除去，
(3)应用组织粘合剂至所述脱细胞化血管片的重叠宽度的步骤，
(4)将脱细胞化血管片加工成卷结构并将所述重叠宽度粘合在一起以制备人工血管的步骤，和
(5)用组织粘合剂涂覆所述得到的人工血管的外周表面的步骤。
[0025]当纤维蛋白胶用作组织粘合剂时，用于制备本发明的人工血管的方法优选在步骤
(3)中包括将纤维蛋白原涂擦到重叠宽度的步骤和将凝血酶和纤维蛋白原应用到重叠宽度的步骤。
[0026]制备本发明人工血管的方法可以是这样的，即脱细胞化选自高静水压、表面活性剂、酶、高渗溶液/低渗溶液以及冻融。
[0027]制备本发明人工血管的方法可以是这样的，即在脱细胞化中，基底膜的结构在脱细胞化后被保持。
[0028]制备本发明人工血管的方法可优选进一步包括用脱氧核糖核酸酶处理的步骤和/或用酒精处理的步骤。
[0029]本发明可包括用于人工血管的试剂盒，该试剂盒包含脱细胞化血管片或通过将脱细胞化血管片加工成卷结构而制备的脱细胞化管状结构，以及组织粘合剂，其中所述脱细胞化血管片与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织组成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当加工成卷结构时重叠的片部 分(重叠宽度)由中膜组织组成，并且其中组织粘合剂应用于所述重叠宽度。
[0030]通过以下实施例更详细地进一步解释了本发明，但这些实施例不用于限制本发明。
[0031]实施例1
用B0LHEAL和脱细胞化动脉片制备小直径人工血管以及耐压性测试 (I)测试方法
将猪主动脉制成片。将外膜整体剥除，内膜剥除1/2至2/3的范围。将所述片在高静水压力下处理并用脱氧核糖核酸酶溶液洗涤7天，用酒精洗涤3天，用柠檬酸盐缓冲液洗涤3天。将水从所制备的脱细胞化猪主动脉的表面擦去。向剥除了内膜的表面处(在该表面上暴露了中膜组织)，涂擦纤维蛋白原溶液(B0LHEAL)，3分钟后应用纤维蛋白原溶液和10倍稀释的凝血酶溶液(B0LHEAL)的混合物。用该表面作为重叠宽度，将所述片卷曲5分钟成为卷结构，其中只有内膜组织暴露在人工血管腔的表面，人工血管腔的外面覆盖有中膜组织以形成双结构。用盐水冲洗人工血管腔。对人工血管的外周喷涂纤维蛋白原溶液和凝血酶溶液。将人工血管浸没在补充了 100单位/ mL肝素钠的盐水中，进行高压灭菌。将所制备的人工血管的一端用钳子夹住，另一端插入套管并绑定。向套管连接注射器和压力计。将注射器中的生理盐水引入人工血管腔，检测人工血管破裂时的压力作为耐压性。
[0032](2)结果；耐压性
获得了 375 土 61.2 mmHg 的耐压性(n=4)。
[0033]实施例2
用B0LHEAL和脱细胞化动脉片制备的小直径人工血■管在山羊中的移植测试
(I)测试方法
将山羊的右颈动脉暴露，麻醉下部分去除并通过吻合术置换为实施例1制备的人工血管(内径:约4 mm，长度:约5 cm)。向吻合的部分涂擦纤维蛋白原溶液，然后喷涂纤维蛋白原和凝血酶溶液。在处理时，通过滴注给予补充有肝素钠的5%葡萄糖溶液。在夹住颈动脉前3分钟，单剂静脉给药300单位/kg的肝素钠。无术后抗凝治疗。处理后3周，将动物安乐死，治疗部位取样进行病理检查。
[0034]⑵结果
尸检:所有人工血管均通畅。管腔呈光滑表面，无血栓、阻塞或动脉瘤样扩张的迹象。
[0035]组织病理检查:在人工血管腔中观察到一层内皮细胞(图2)。自体组织渗透了人工血管的血管壁，其中相伴毛细血管新生，以形成自体血管样结构。
[0036]工业实用性
本发明的人工血管可用于例如制造医学应用的材料。
【主权项】
1.一种由脱细胞化管状结构和组织粘合剂制备的人工血管，所述脱细胞化管状结构是通过将脱细胞化的、片状的血管(脱细胞化血管片)加工成卷结构而制备的，其中所述脱细胞化血管片与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织组成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当加工成卷结构时重叠的片部分(重叠宽度)由中膜组织组成，并且其中组织粘合剂应用于所述重叠宽度。2.如权利要求1所述的人工血管，其中，所述组织粘合剂是纤维蛋白胶。3.如权利要求1或2所述的人工血管，其中，纤维蛋白原涂擦到重叠宽度之后，应用凝血酶和纤维蛋白原。4.如权利要求1-3中任何一项所述的人工血管，其中，以IU/mL至160 U/mL应用凝血酶。5.如权利要求1-4中任何一项所述的人工血管，其中，以4mg/mL至250 mg/mL应用纤维蛋白原。6.如权利要求1-5中任何一项所述的人工血管，其中，所述人工血管的内径为约Imm至约20 mm。7.如权利要求1-6中任何一项所述的人工血管，其中，所述脱细胞化血管片是通过以下方式制备的:将来自动物的血管加工成片然后脱细胞化，或将来自动物的血管脱细胞化然后将其加工成片。8.如权利要求1-7中任何一项所述的人工血管，其中，所述血管选自动脉或静脉。9.如权利要求8所述的人工血管，其特征在于，所述血管选自主动脉、颈动脉、乳内动脉、桡动脉和胃网膜动脉。10.如权利要求1-9中任何一项所述的人工血管，其中，组织粘合剂涂覆在人工血管的外周表面。11.如权利要求1-10中任何一项所述的人工血管，其中，耐压性为400mmHg或更多。12.制备人工血管的方法，包括以下步骤(I)至(5): (1)(A)或者(B)的制备脱细胞化血管片的步骤: (A)将来自动物的血管加工成片以制备血管片的步骤和将血管片脱细胞以制备脱细胞化血管片的步骤，或 (B)将来自动物的血管脱细胞以制备脱细胞化血管的步骤和将脱细胞化血管加工成片以制备脱细胞化血管片的步骤， (2)处理脱细胞化血管片的步骤，从而当脱细胞化血管片被加工成卷结构时与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织组成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当加工成卷结构时重叠的片部分(重叠宽度)由中膜组织构成，内膜组织被除去， (3)应用组织粘合剂至所述脱细胞化血管片的重叠宽度的步骤， (4)将脱细胞化血管片加工成卷结构并将所述重叠宽度粘合在一起以制备人工血管的步骤，和 (5)用组织粘合剂涂覆所述得到的人工血管的外周表面的步骤。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述组织粘合剂是纤维蛋白胶。14.如权利要求12或13所述的方法，其中，步骤(3)还包括将纤维蛋白原涂擦到重叠宽度的步骤和将凝血酶和纤维蛋白原应用到重叠宽度的步骤。15.如权利要求12-14中任何一项所述的方法，其中，以IU/mL至160 U/mL应用凝血酶。16.如权利要求12-15中任何一项所述的方法，其中，以4mg/mL至250 mg/mL应用纤维蛋白原。17.如权利要求12-16中任何一项所述的方法，其中，所述人工血管的内径为约Imm至约20 mm。18.如权利要求12-17中任何一项所述的方法，其中，所述血管选自动脉或静脉。19.如权利要求18所述的方法，其中，所述血管选自主动脉、颈动脉、乳内动脉、桡动脉和胃网膜动脉。20.如权利要求12-19中任何一项所述的方法，其中，所述脱细胞化选自高静水压、表面活性剂、酶、高渗溶液/低渗溶液以及冻融。21.如权利要求12-20中任何一项所述的方法，其中，在所述脱细胞化中，基底膜的结构在脱细胞化后被保持。22.如权利要求12-21中任何一项所述的方法，进一步包括用脱氧核糖核酸酶处理的步骤和/或用酒精处理的步骤。23.如权利要求12-22中任何一项所述的方法，其中，耐压性为400mmHg或更多。24.用于人工血管的试剂盒，该试剂盒包含脱细胞化血管片或通过将脱细胞化血管片加工成卷结构而制备的脱细胞化管状结构，以及组织粘合剂，其中所述脱细胞化血管片与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织构成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当加工成卷结构时重叠的片部分(重叠宽度)由中膜组织构成，并且其中组织粘合剂应用于所述重叠宽度。25.如权利要求24所述的试剂盒，其中，所述组织粘合剂是纤维蛋白胶。26.如权利要求24或25所述的试剂盒，其特征在于，纤维蛋白原涂擦到重叠宽度之后，应用凝血酶和纤维蛋白原。27.如权利要求24-26中任何一项所述的试剂盒，其中，以IU/mL至160 U/mL应用凝血酶。28.如权利要求24-27中任何一项所述的试剂盒，其中，以4mg/mL至250 mg/mL应用纤维蛋白原。29.如权利要求24-28中任何一项所述的试剂盒，其中，所述人工血管的内径为约Imm 至约 20 mm。30.如权利要求24-29中任何一项所述的试剂盒，其中，所述脱细胞化血管片是通过以下方式制备的:将来自动物的血管加工成片然后脱细胞化，或将来自动物的血管脱细胞化然后将其加工成片。31.如权利要求24-30中任何一项所述的试剂盒，其中，所述血管选自动脉或静脉。32.如权利要求31所述的试剂盒，其中，所述血管选自主动脉、颈动脉、乳内动脉、桡动脉和胃网膜动脉。33.如权利要求24-32中任何一项所述的试剂盒，其中，所述组织粘合剂涂覆在人工血管的外周表面。34.如权利要求24-33中任何一项所述的试剂盒，其特征在于，耐压性为400 mmHg或更多。
【专利摘要】提供了一种人工血管，其能够移植到小直径的血管，其直径可以任意设定，获取移植物时其具有改善的侵入性，并且因此克服了移植物供应的问题。本发明的人工血管由脱细胞化管状结构和活组织粘合剂构成，所述脱细胞化管状结构是通过将脱细胞化的、片状的血管（脱细胞化血管片）加工成卷结构而制备的，其中，在人工血管中，与人工血管内流动的血液接触的部分由内膜组织形成，该内膜组织衬有中膜组织，而脱细胞化血管片当成形为卷结构时重叠的部分（粘合部分）由中膜组织形成，并且整个粘合部分用活组织粘合剂涂布。
【IPC分类】A61L27/00, A61F2/06
【公开号】CN104884099
【申请号】CN201380069242
【发明人】新屋希子, 內田隆德, 岸田晶夫, 樋上哲哉
【申请人】一般财团法人化学及血清疗法研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月17日
【公告号】CA2894145A1, EP2944330A1, US20150313731, WO2014109185A1