[发明专利]一种复合工艺制备原位组织工程血管的方法

说明书

本发明涉及一种复合工艺制备原位组织工程血管的方法。结合快速成型、静电纺丝与湿法纺丝工艺制备一种与天然血管结构相似、用于原位组织工程的三层复合血管支架；其内层利用3D打印与静电纺丝技术制备的具有轴向凹槽的管状支架；中间层采用湿法纺丝制备的具有周向排列纤维管状支架；外层是由静电纺丝制备的可包覆内层与中间层的无序纤维组成的管状支架。本发明制备的血管支架的通过肝素化，还加载了血管内皮细胞生长因子，可在宿主体内募集细胞、减少体外培养的感染机会，实现原位组织工程血管的制备，在组织工程血管领域具有广阔的前景。

技术领域

本发明涉及生物医学组织工程技术领域，特别涉及一种复合工艺制备原位组织工程血管的方法。

背景技术

随着人口老龄化的进程加快，许多与人体血管有关的疾病，比如动脉粥样硬化、冠心病等处于高发趋势。当人体自身血管由于疾病、创伤等因素而不能正常对人体供血时，就应该对受损血管采用修补、血管内支架或自体静脉移植术等外科手术进行治疗。通常，隐静脉被认为是小直径血管重建中良好的自体血管替代物，但由于部分患者自身疾病或其他原因无法使用自体静脉，所以用组织工程血管作为替代品用于组织血管修复成为研究的热点。

目前利用高分子材料制备人工血管已取得很大的进步，如聚酯涤纶、膨体聚四氟乙烯等材料制备的血管支架已商品化；这些材料支架在高血流、大直径（大于5～6mm）血管替代物应用中非常广泛。然而这些材料合成的血管支架并不能满足小直径血管支架的要求。因此将自体细胞引入材料，如用内皮细胞覆盖内腔面，从而发挥生物学作用是有希望的方法之一。组织工程的应用分为两种情况，一种是将细胞预接种在支架上，经过培养成熟之后植入体内，称为离体组织工程；另一种是直接植入支架从而诱导自身细胞及组织生长，促进新生组织成形，也称为原位组织工程。

正常血管是由三层同心膜构成的复杂结构。内膜位于血管壁腔面，由单层内皮细胞覆盖；大多数平滑肌细胞位于血管的中膜，其弹性单元的收缩和舒张使动脉收缩或扩张，以此调节血流；血管的外层即外膜，由成纤维细胞构成的疏松纤维网构成。现有的人工血管大多为静电纺丝制成的单层结构，而单层血管易泄漏、静电纺丝纤维的无序排列以及血管支架从旋转收集棒上的拆卸等都是目前存在的问题。专利CN106668944A公开了一种三层复合小口径血管支架及其制备方法；专利CN109259889A公开了一种复合工艺制备仿生血管支架的方法；CN103599568A公开了一种双负载多层小直径血管支架材料的制备方法；专利CN102764171B公开了一种静电纺丝复合血管支架及其制备方法。理想的人工血管移植物应能抗血栓形成、炎症和新生内膜增生，这样的移植血管能维持体内长期通畅。故通过对其他合成血管移植物的表面处理以加强内皮细胞的贴附。当生物材料表面具有特定的平行凹槽结构时，可增强细胞在材料表面的黏附。因此组织工程血管的材料选择与制备工艺还有待发展与改进。

基于上述现有技术，考虑到天然血管的结构功能、细胞生长条件以及生物材料特性，制备一种三层结构的原位组织工程血管支架，在组织工程血管领域具有发展前景。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，结合3D打印技术提出一种复合工艺制备原位组织工程血管的方法，采用多种工艺复合的方法制备血管支架，使支架内层图案化，不仅可以弥补采用单种工艺所带来的局限，而且能够更好地模拟天然血管的结构，血管支架能够在体内募集细胞、引导细胞排列生长，实现原位组织工程血管支架的制备，使制备的人工血管更接近天然血管的生物性能与机械性能，在血管组织工程领域具有发展前景。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种复合工艺制备原位组织工程血管的方法，包括以下步骤：

a. 3D打印水溶性聚合物材料A制备血管支架收集棒：其结构为圆柱形空心结构，内径2.5～4mm，外径3～4.5mm，且圆柱外表面设计多条等宽度脊，其收集棒采用水溶性聚合物材料A通过FDM打印成形。