[发明专利]血管移植物内皮化方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及组织工程与再生医学技术领域，尤其是涉及一种可控、有序的血管移植物内皮化方法和设备。

背景技术

随着生活水平提高和人们生活方式的改变，心血管疾病已经逐渐成为当代人的首要死因，而外科技术及材料工程学的进展使得应用人造血管移植物替代病变血管治疗心血管疾病成为可能。目前，临床需要的血管移植物数量逐年递增。现有病变血管置换及搭桥术中所用血管移植物多来自患者自身非病变血管，如大隐静脉、内乳动脉等。应用自身血管作为移植物的缺点主要有二：一是造成患者非病变部位的损伤，增加患者痛苦和医疗成本；二是心血管疾病具有全身系统性病变的趋势，相当一部分患者无法提供可用于移植的非病变自体血管。因此，开发方便可用的人造血管移植物成为科研上亟待解决的问题，具有良好的市场化潜力。然而，由于血栓形成等因素的存在，小口径人造血管移植物(直径小于等于6毫米)的远期通畅率无法得到保证，从而限制了小口径人造血管在临床的广泛应用。研究表明，解决这一问题的关键在于创造人造血管移植物与血液的良好接触面，即形成完整的血管内皮层。此外，要制造临床可用的人造血管移植物，其制造过程还应具有操作方便、高效、无污染、可在需要使用时迅速获得等特点。对现有人造血管构建过程中内皮细胞种植(内皮化)的研究主要运用了如下的几类技术：

1、(配合生物胶等表面改性成分的)静态种植技术。此类方法为最传统的内皮种植方法，是将细胞悬液滴落或注射到支架内表面，利用重力作用使细胞粘附到支架材料上。这一过程高度依赖操作者的个人经验，种植效率相对较低且无法使内皮细胞完全覆盖支架内表面。

2、应用移植物旋转离心力或真空抽吸力的动态种植技术。离心力和真空抽吸力的运用减少了细胞种植的操作步骤，能快速将细胞和支架复合在一起。但离心力和抽吸力在一定程度上降低了细胞活力，因而增加了对细胞量的要求。同时，由于离心力和真空抽吸力会将内皮细胞吸入支架内壁，也无法确保在支架内壁上形成均一的单层内皮，从而可能带来血管内膜增生等问题影响内皮功能。

3、细胞薄片种植技术。将细胞长期培养后形成的细胞薄片卷成管状，继续培养直至卷筒边缘生长融合。这种方法能保证内皮细胞完全覆盖支架内表面，但需时长，消耗人力物力，不符合大规模产业化生产的要求。

4、带静电支架-细胞黏附种植或磁力种植。利用异种电荷或磁极相吸的原理可促进细胞在支架表面的黏附，种植效率较高，但此类种植方法对细胞总量要求高，种植过程中内皮细胞浪费大，不够经济。

5、真空旋转种植技术。这种方法实际上是利用移植物旋转离心力或真空抽吸力两种动态种植技术的组合，优点是相比之下种植效率得到了进一步提高，能够在更短时间内使更多的细胞和支架复合，但同时它也综合了两者的缺点，需要浪费大量的细胞和可能造成内膜增生。

总的来看，以上细胞种植技术虽然在很大程度上实现了细胞化需时短、操作方便、高效、无污染等目标，但从实际应用的角度考虑，目前的技术还不能满足产业化过程所需的低成本、可大量生产及可进行内皮化过程的标准化控制等要求，而组织工程血管产品的标准化生产更是在质量监管中不可缺少的环节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简化的、可控的血管移植物内皮化方法和设备。

本发明的一个方面提供一种血管移植物内皮化方法，包括以下步骤：垂直固定一管状的血管支架，使该血管支架位于流式细胞仪的喷嘴下方，使该血管支架的中轴线与该喷嘴的中轴线共轴，并使该血管支架电性连接到一接地电位；在该血管支架的内腔产生一旋转电场，使来自该喷嘴的不连续液滴落入该内腔时，这些液滴中含目标细胞的带电液滴在该内腔发生偏转，做离轴运动到达血管支架的内表面；以及在来自该喷嘴的液滴落入该内腔的过程中，带动该血管支架直线向下移动，使带电液滴达到血管支架在垂直方向上的不同位置。

在本发明的一实施例中，在该血管支架的内腔产生该旋转电场前还包括：通过调整该血管支架的水平位置和/或倾斜程度，使该血管支架的中轴线与该喷嘴的中轴线共轴。

在本发明的一实施例中，调整该血管支架的水平位置和/或倾斜程度，使该血管支架的中轴线与该喷嘴的中轴线共轴的步骤包括：从至少3个位于不同水平高度的不同角度发射激光照射该喷嘴和该血管支架之间的中轴线；以及调整该血管支架的水平位置和/或倾斜程度，使从每一束激光的相同水平高度的侧面拍摄到每一束激光照亮该喷嘴的不连续液滴。

在本发明的一实施例中，根据含目标细胞的带电液滴在该血管支架的内表面的布植密度设定该旋转电场的旋转角速度。