非织造材料人造血管的生产、特点和应用

非织造材料人造血管的生产、特点和应用
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第一根人造血管产生于20 世纪50 年代早期。随着外科手术的不断进展,现在对发生病变的大、中、小动(静) 脉的治疗已成为一种常规手术。当人体的血管因病变或损坏而失去功能时,就需要进行血管移植。由于异体血管强烈的排异作用、来源少、价格昂贵等原因,使得人造血管在血管移植方面发挥着重要的作用。

人造血管是多孔结构,可使细胞生长并覆盖在其表面上,从而制成具有生物活性的血管。作为输送血管的主管道,用人造血管代替人体血管,除必要的耐消毒性、生物安全性外,还要求物理化学性能稳定、网孔度适宜、有一定强度、易弯曲、不吸瘪、耐体内弯曲和压力。做移入手术时,要求缝合性好,与人体组织能迅速结合。

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人造血管通常用的纤维是聚酯和多孔聚四氟乙烯。它们结构稳定性好,在体内可长期工作而不发生降解。其最重要的性能是孔洞性、适应性,具有良好的手感和缝合性能、愈合性能(即组织能迅速生长) 、力学和化学稳定性(即良好的拉伸强度和抗断裂破损性能) 。

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近年来非织造人造血管因其具有毛绒外观,有利于白蛋白附着,能促进假内膜生成,其应用非常受人重视。如采用聚四氟乙烯纤维和聚酰胺纤维经RONTEX针刺工艺加工制造的人造血管、人造食管等。

内径大于10 mm 的人造血管一般用机织物或针织物制成,前者结构稳定,后者弹性较好。内径为6 mm～10 mm 的人造血管一般用具有微孔效应的聚四氟乙烯制成。目前对于大直径人造血管,从材料的选择到生产技术各环节中,在设计和发展方面存在的主要问题已基本解决。但是用于替换血管直径低于6 mm 的各种产品成功率都很低[8 ] 。直径6mm 以下的人造窄腔血管,由于阻力增大血流受到限制,因此,窄腔血管内壁必须设计成微结构表面,使内皮细胞在表皮上依附,非织造材料的组织符合这一要求。

非织造人造血管可采用凝固艺以共聚醚氧甲酸酯脲为原料生产的内么为4mm的人造血管,首先将一根直径为4mm的玻璃棒浸入聚醚氨甲酸酯脲溶液中，再浸入水中使聚合物沉淀，干燥后，玻璃棒形成一层可移动的网关物。重复以上过程，最后将制成具有和海绵类似的空洞结构的非织造型人造血管。

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近年来出现了各种非织造微孔人造血管生产技术,具体工艺是采用静电纺丝法或喷丝成形法卷绕到一旋转的芯轴上,卷完一层后沿螺旋线的方向反向,直至达到所需的壁厚。Annis 利用静电作用,将聚氨酯和丁二醇的共聚物从其溶液中萃取出来,使纤维状沉积在一回转轴上,堆积成厚约500 μm 的管状物。动物实验表明,用该材料所制的人造血管在使用过程中内壁会形成一层极薄的内膜,厚度在5μm 左右,不影响正常的血液流动[10 ] 。纤维螺旋线的方向与轴线的夹角α是可以控制的。α角是一个重要的工艺参数,它影响人造血管的各向异性和抗扭结性能,α角增加时抗扭结性能提高。通过检测由不同卷绕角制成的人造血管,据研究报道卷绕角为45°时,人造血管的模量增加,其泊松比与生理压力作用下的回肠动脉的泊松比近似匹配。

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