[发明专利]一种人工生物心脏瓣膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种人工生物心脏瓣膜及其制备方法，制备方法如下：将异种生物组织通过原位共聚的方式交联并与水凝胶复合，然后将所得到的生物组织进行适度脱水得到干燥的生物组织；本发明得到的生物组织在湿态时具有较强的机械强度和抗撕裂性能，在干燥状态下具有较好的弹性和柔韧性，在长期应力条件下不会发生永久变形，在放入水中可以恢复原有形状，因此可以在生产时以干燥状态预装在瓣膜输送系统上，降低了传统的介入生物瓣膜在生产、运输中的成本，缩短手术时间。并且避免了传统介入生物瓣膜因采用戊二醛交联而造成的醛基残留，提高了瓣膜的抗钙化性能，增强了血液相容性，有助于延长瓣膜使用寿命。

技术领域

本发明涉及生物医用材料以及医疗器械技术领域，尤其是一种人工生物心脏瓣膜及其制备方法。

背景技术

随着老龄化进程的不断发展和世界人口的不断增加，瓣膜疾病的发病人数不断攀高，严重威胁着病人生命和影响病人的生活质量。对于药物治疗效果不佳、病程进展严重的心脏瓣膜病，目前最有效的治疗方法是人工心脏瓣膜置换术。经导管主动脉瓣植入术彻底改变了人工生物心脏瓣膜置换术的操作程序，是介入心脏病学史上的一个重大突破，使得医生可以不开胸，只需穿刺血管即可完成瓣膜置换，大大缩短了手术操作时间，降低了麻醉和输血带来的风险，缩短了患者的恢复时间，同时也降低了治疗成本。自从2002年第一例介入型瓣膜置换术实施以来，全世界已经植入了超过250000个经导管替换的主动脉瓣。

虽然介入瓣膜置换术具有微创、操作简单和病人术后恢复时间短等优点，但是目前临床上使用的介入生物心脏瓣膜所使用的生物组织几乎都是使用传统的戊二醛交联技术。近几十年的临床资料表明，戊二醛交联组织在使用过程中易发生瓣膜结构恶化，最终将导致生物瓣膜的失效。瓣膜结构恶化的一个常见表现是瓣叶撕裂，这可能是由于瓣叶长期暴露于应力下，引起瓣膜组织的机械性能下降所致。对于介入生物瓣膜来说，其耐久性问题更加严重，因为介入生物瓣膜不仅使用戊二醛处理过的生物材料，而且会经历压握卷曲和导管输送过程，这一过程会对瓣膜组织造成额外的机械损伤。此外，最新的亚临床数据表明，介入生物瓣膜在植入1至3个月后的血栓发生率高达10％-15％。因此需要改善目前临床使用的瓣膜材料的血液相容性，以降低血栓形成率。目前使用的戊二醛交联组织在生产过程中必须一直储存在戊二醛溶液中，包括交联、灭菌、保存和运输，存在戊二醛液体泄漏的风险。在手术植入之前，心脏瓣膜必须预先冲洗数次，并由医生通过专用的装置压缩安装在输送导管内。这个过程会增加细菌感染的风险，并且延长手术时间，而且存在冲洗不彻底，增加戊二醛毒性残留的风险，可以直接使用预安装的干态介入心脏瓣膜来解决这些问题。湿态的戊二醛交联组织在脱水后会变硬变脆，压握卷曲时会造成纤维撕裂和断裂，进一步影响其力学性能和耐久性。现有技术中报道过使用多元醇干燥生物组织的方法，但是得到的组织弹性和韧性不够，压握时会发生永久变形。因此，用于预安装介入心脏瓣膜的生物材料必须能够在干燥状态下抵抗加载的应力，并在复水后能够恢复到展开状态，无纤维损伤，基于此要求，现有技术还需要进一步改善。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述现有技术的不足提供一种人工生物心脏瓣膜及其制备方法，该人工生物心脏瓣膜在湿态时具有较强的机械强度和抗撕裂性能，在干燥状态下具有较好的弹性和柔韧性，在长期应力条件下不会发生永久变形，在放入水中可以恢复原有形状。

本发明采用的技术方案如下：

一种人工生物心脏瓣膜，人工生物心脏瓣膜的瓣叶为水凝胶填充的干燥生物瓣膜组织；瓣叶通过原位共聚与水凝胶复合，使得水凝胶填充在生物瓣膜组织中纤维间的空隙中。

干燥是指该生物瓣膜中水分含量低于生物瓣膜完全水合时候的含水量。

本发明所采用的原位共聚交联是通过在生物组织表面引入双键，在引发剂的作用下双键之间发生聚合反应，从而实现生物组织的交联。由亲水单体在引发剂的作用下聚合成的具有三维结构的网络的水凝胶，使得水分可以分散并保留于网络中。该水凝胶分散在生物组织的空隙中，具有一定的机械强度，可以分散和吸收应力，增强生物瓣膜的机械强度和弹性。