本发明涉及仿生材料,具体地说,涉及一种抗凝血促内皮仿生人工血管及其制备方法。
背景技术:
1、当前,随着社会老龄化人们生活方式的改变,心血管相关疾病的危害尤为凸显。基于此,医用生物材料如血管支架、人工血管等,提升了医疗救治效果。然而,医药生物材料在临床应用时暴露一些不可忽视的问题,如血管支架在植入后的一段时间有一定几率发生晚期血栓及再狭窄率,如中心静脉导管使用中,出现了感染。因而对心血管医用材料进行改进势在必行。
2、长期存在于人体的血液接触材料常用的是心血管支架和人工血管,促进材料表面的内皮化,是解决器械植入后带来的血栓、炎症、再狭隘的有效手段。再此,以人工血管为例进行具体讲述。
3、基于多孔聚合物材料的人工血管具有与细胞外基质相似的物理结构、与血管组织相匹配的足够机械性能和高孔隙率,这使其成为制备人工血管的可能选择。然而,现有多孔聚合物人工血管缺乏生理活性与良好的组织相容性,无法分泌自体血管产生的生理因子,组织细胞难以再生重塑,这可能导致慢性异物反应、血栓形成、内膜增生等一系列问题,使得小尺寸人工血管在长期植入治疗中效果较差。一氧化氮是体内血管内产生的重要信号分子。一氧化氮控制血管扩张,抑制血小板聚集及其对血管壁的粘附,降低血管内膜增生的风险。鉴于一氧化氮的显著疗效,外源性促一氧化氮释放药物被用于人工血管。但不可忽视的是药物固有的较短的半衰期、全身吸收可能导致的风险。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题:
2、如何维持人工血管稳定持续的一氧化氮释放,降低血栓形成和再狭窄风险,提高小尺寸人工血管的通畅率,加快组织细胞重塑并恢复其组织结构与生理功能。
3、本发明采用的技术方案:
4、针对上述的技术问题,本发明的目的在于提供一种抗凝血促内皮仿生人工血管、及其制备方法、及其应用。具体内容如下:
5、第一,本发明提供了一种抗凝血促内皮仿生人工血管,包括:
6、多孔聚合物基材、以及与多孔聚合物基材经键合的涂层;多孔聚合物基材掺杂有金属离子i;
7、涂层为多酚-金属-多肽共聚物。
8、根据一些实施方式,多孔聚合物基材的原料包括聚乳酸、聚己内酯、聚羟基乙酸、聚碳酸酯、聚氨酯、聚对二氧环己酮、聚酰胺、聚醚多元醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
9、根据一些实施方式,多孔聚合物基材的成型方法包括静电纺丝、静电直写、模板法、冷冻干燥、3d打印、溶液纺丝、熔融纺丝、发泡、编织、熔喷中的至少一种。
10、根据一些实施方式,多酚-金属-多肽共聚物包括:
11、多酚包括多巴胺(da)、没食子酸(ga)及其衍生物、单宁酸(ta)、焦棓酸(pg)、表儿茶素(ec)、表儿茶素没食子酸酯(ecg)、表没食子儿茶素(egc)、表没食子儿茶素没食子酸酯(egcg)、左旋多巴、右旋多巴中的至少一个。
12、金属为能催化内源性一氧化氮供体释放一氧化氮的金属离子ii,金属离子ii包括铜离子、铁离子、锌离子、镍离子、钴离子、锰离子中的至少一种;
13、多肽至少带有一个与多酚-金属键合的基团以及至少带有一个功能性多肽序列。
14、进一步地,基团包括羧基、羟基、氨基、酰肼、巯基、异氰酸酯中的至少一个;更进一步的,基团包括巯基、氨基、酰肼中的至少一个。
15、进一步地,功能性多肽序列包括具有抗凝血、促内皮、抗炎、抗血小板、抑制平滑肌增生功能中至少一种多肽序列。
16、根据一些实施方式,多孔聚合物基材掺杂有金属离子i;
17、金属离子i包括铜离子、铁离子、锌离子、镍离子、钴离子、锰离子中的至少一种;
18、金属离子i与多孔聚合物基材的质量比为1:30~60。
19、第二,本发明提供了一种如前述提及的抗凝血促内皮仿生人工血管的制备方法,包括如下步骤:
20、s1 多孔聚合物基材进行亲水化处理,得到第一处理体;
21、s2 将第一处理体置于包含有多酚-金属离子的处理液中,得到第二处理体;
22、s3 将第二处理体置于包含有多肽的处理液中,得到抗凝血促内皮仿生人工血管。
23、根据一些实施方式,亲水化处理包括等离子处理、酸液处理、碱液处理、铬酸洗液处理、清洗处理、萘钠处理、辐照处理中的至少一种。
24、根据一些实施方式,s2中,包含有多酚-金属离子的处理液的质量浓度为1 ~30 %。
25、根据一些实施方式,s3中,包含有多肽的处理液的质量浓度为0.5~50%。
26、本发明采用的技术机理及有益效果:
27、(1)本发明提供的抗凝血促内皮仿生人工血管,将多酚、能够催化释放一氧化氮的金属离子以及多肽进行有机结合,赋予人工血管抗凝血、促进内皮化,抑制炎症反应,调控平滑肌增长的功能,可解决现有技术中的小尺寸人工血管内皮化困难,再狭窄风险高的问题。
28、(2)本发明提供的抗凝血促内皮仿生人工血管,设置的抗凝血促内皮涂层催化内源性一氧化氮供体释放一氧化氮的速率,可以通过调整水溶液中多巴胺与氯化铜的浓度,进行有效调节,使一氧化氮维持在适宜的生理浓度水平。
29、(3)本发明提供的抗凝血促内皮仿生人工血管,构建的多酚-金属涂层具有良好的反应活性,易于在其表面进一步引入不同功能的多肽,赋予人工血管多重生物学性能,从而满足不同病变患者对人工血管性能的需求。
30、(4)本发明提供的抗凝血促内皮仿生人工血管,通过多肽上的巯基、氨基、酰肼等基团与多酚-金属涂层发生高效化学反应,将多肽引入到多酚涂层表面,操作过程只需将多酚-金属涂层材料浸泡到多肽水溶液中即可,该方法高效、清洁,不会对多肽溶液造成不利影响,因此价格昂贵的多肽溶液可以重复多次使用,进而降低生产成本。而现有技术中,是通过自组装接枝于涂层表面,其为非共价作用,在血流的冲刷作用下容易流失,因此我们利用多肽通过共价键与多酚-金属涂层结合,可以有效抵抗血流冲刷,发挥长效稳定的生物学功能。
31、(5)本发明提供的抗凝血促内皮仿生人工血管,在多孔聚合物基材中加入能与多酚发生相互作用的金属离子,从而增强多酚-金属涂层与基材的附着力,进而提高涂层的稳定性和耐久性。
32、(6)本发明提供的抗凝血促内皮仿生人工血管,利用廉价、安全的处理技术,在基材表面接上一层致密的多酚-金属-多肽涂层,赋予基材良好的抗凝血促内皮性能,其采用的方法所用技术安全、经济,利于大规模生产。
1.一种抗凝血促内皮仿生人工血管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的抗凝血促内皮仿生人工血管,其特征在于,多孔聚合物基材的原料包括聚乳酸、聚己内酯、聚羟基乙酸、聚碳酸酯、聚氨酯、聚对二氧环己酮、聚酰胺、聚醚多元醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的抗凝血促内皮仿生人工血管,其特征在于,多孔聚合物基材的成型方法包括静电纺丝、静电直写、模板法、冷冻干燥、3d打印、溶液纺丝、熔融纺丝、发泡、编织、熔喷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的抗凝血促内皮仿生人工血管,其特征在于,多酚-金属-多肽共聚物包括特征(1-1)至(1-3)中的至少一个:
5.根据权利要求4所述的抗凝血促内皮仿生人工血管,其特征在于,特征(1-3)包括特征(1-3-1)至(1-3-2)中的至少一个:
6.根据权利要求5所述的抗凝血促内皮仿生人工血管,其特征在于,特征(1-3-1)基团包括巯基、氨基、酰肼中的至少一个。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的抗凝血促内皮仿生人工血管,其特征在于,多孔聚合物基材掺杂有金属离子i,包括特征(2-1)至(2-2)中的至少一个;
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的抗凝血促内皮仿生人工血管的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
9.根据权利要求8所述的抗凝血促内皮仿生人工血管的制备方法,其特征在于,亲水化处理包括等离子处理、酸液处理、碱液处理、铬酸洗液处理、清洗处理、萘钠处理、辐照处理中的至少一种。
10. 根据权利要求8所述的抗凝血促内皮仿生人工血管的制备方法,其特征在于,s2中,包含有多酚-金属离子的处理液的质量浓度为1 ~30 %;和/或,s3中,包含有多肽的处理液的质量浓度为0.5~50%。
