[发明专利]一种顺应性可调的多层复合人工血管

说明书

本发明公开了一种顺应性可调的多层复合人工血管，属于人工血管技术领域，由三层复合发泡材料管嵌套而成，相邻复合发泡材料管之间填充有凝胶或蛋白；所述复合发泡材料管由PCL、PLA和TPU共混发泡制成。本发明提供的多层复合人工血管模拟了天然血管的三层结构，并达到外层复合材料发泡管的弹性模量＞中层复合材料发泡管的弹性模量＞内层复合材料发泡管的弹性模量的目的，能够适应因血流压力变化造成的形变，克服人工血管容易形成血栓的问题，提高人工血管的顺应性。

技术领域

本发明属于人工血管技术领域，具体涉及一种顺应性可调的多层复合人工血管。

背景技术

当人体某部位的血管由于衰老、动脉硬化、栓塞或破损等原因不能保证人体正常供血时， 需采用人工血管进行置换、搭桥或介入等外科手术进行治疗。

人体血管具有三层结构，血管的生物力学性能中，最重要的是血管的顺应性。顺应性是指在正常舒张压下，人工血管管腔内压力作用引起的管壁扩张程度，即血管壁面受血流脉动引起的应力与应变之间的关系。血管由于其动态的血液流动环境和独特的性能要求，动脉血管的应力应变曲线（例如单轴拉伸）是高度非线性的，如图1所示，在拉伸过程中随着应变增加，应力先缓慢增长经过“足趾区”（Toe region）后迅速线性增高，保证血管能够维持血压输送血液，而且在血压过高时不会破裂，这种非线性力学特性是保证血管顺应性的关键机制。血管顺应性过小会限制血流通过，造成血管管腔内狭窄，导致移植失败，顺应性过大则不利于血流保持稳定的血压范围，这点在小口径血管中表现的尤为突出。

理想的人工血管应当具有良好的组织相容性、血液相容性和顺应性，顺应性较差的人造血管缝合至正常顺应性的天然血管时将在连接处局部引起血液动力的变化，这是由于：（1）在连接处由于不同的管壁弹性造成不同的压力波传播率，引起波的反射并形成涡流，容易导致血液凝结和细胞内壁增殖。（2）由于人工血管和宿主血管的直径膨胀率不同，在吻合处将会有过多的应力产生，导致吻合处产生缝合线的疲劳、宿主大动脉产生剪切力、并产生纤维组织。为了得到良好的压力传输且避免反射效应产生，移植后的人工血管必须与宿主血管有相近的力学性能。虽然人们从各种方面，如材料的选择、织物结构、后处理方法等，进行探索和改进，但迄今为止各种人工血管的顺应性仍不能和人体动脉相比拟。在人工血管的研发过程中，如何有效地提高其纵向径向顺应性，一直是一个主要的研究方向。现有技术中大多采用静电纺丝法制备人工血管，但是不可避免的要引入有机溶剂来对高分子材料进行处理，在溶剂挥发过程中难以完全去除，在后续使用中对人体产生毒副作用。

仿生人工血管的构建，该研究在我国还处于探索阶段，目前研究大多使用单层人工血管，难以仿生人体血管复杂的微观结构和功能性。构建多层复合人工血管，更好的实现血管的功能性，是新型人工血管研发的必然趋势。作为研究热点，如何仿生制备，并提高结构设计和优化效率，利用血管结构实现顺应性有序调控，是一个新的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种顺应性可调的多层复合人工血管。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种顺应性可调的多层复合人工血管，由三层复合发泡材料管嵌套而成，相邻复合发泡材料管之间填充有凝胶或蛋白；所述复合发泡材料管由PCL、PLA和TPU共混发泡制成。

进一步地，外层复合材料发泡管的弹性模量＞中层复合材料发泡管的弹性模量＞内层复合材料发泡管的弹性模量。

进一步地，PCL、PLA和TPU按照质量比为（7～9）:（1～3）:（0～2）。

进一步地，所述复合发泡材料管的内径为3～7mm，外径为5～9mm，且外层复合材料发泡管的内径＞中层复合材料发泡管的外径，中层复合材料发泡管的内径＞内层复合材料发泡管的外径，相邻复合发泡材料管之间间隔1µm～2mm。

进一步地，所述蛋白的弹性模量为0.01MPa～0.3MPa。