基本信息
- 項目名稱：
- 自鎖性小口徑人造血管的研制及力學性能的研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本課題研究是根據(jù)人體血管的三層結構模式，利用聚氨酯材料為基礎，以氨綸材料小口徑管狀織物為增強材料，設計了一種仿生結構的小口徑人造血管。充分利用紡織中的編織技術，將聚氨酯長絲編織成小口徑管狀織物用作小口徑人在血管的增強材料，在不影響聚氨酯人造血管性能的情況下克服縫合性差和自支撐能力差的難題。
- 詳細介紹：
- 為了解決聚氨酯小口徑人造血管支撐能力差和縫合能力差的問題，本課題利用小口徑氨綸管狀織物為支撐材料制備了一種仿生結構的小口徑人造血管，在不影響血管彈性的條件下改善血管的保型性和縫合性。制備的血管與人體本身的血管在結構上相似，具有內(nèi)膜、中層和外膜三層結構。同時按照內(nèi)膜的功能仿制了一層光滑的內(nèi)膜保證血液在人造血管中不會形成血栓。在Instron強力儀上表征了血管的保型性。利用相同內(nèi)徑的管狀織物增強不同直徑的血管，隨著血管直徑的增加，血管的保型性逐漸變差。相反，隨著保型性的增加，血管的順應性逐漸減小。最后通過利用醫(yī)用的縫合線測試了人造血管的縫合性，結果表明制備的血管具有很好的縫合性，吻合口處沒有出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象同時還能夠承受一定拉伸力。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目前人造血管發(fā)展速度很快，但是還有很多難題需要攻克，現(xiàn)有的大口徑人造血管已取得一定成就，但是小口徑的人造血管在研發(fā)實驗過程中遇到了很多的難題，其中包括人造血管的生物相容性、順應性、抗壓性、和人體血管的縫制接合性等。此次實驗中的小口人造血管先用氨綸制成的針織物作為人造血管的支撐骨架，然后在織物的內(nèi)層涂上一層聚氨酯膜，織物的外層根據(jù)所需的血管的厚度涂上不同層數(shù)的聚氨酯膜。此次實驗中加入了彈性針織物可以很好的改善和人體血管的縫制接合性，其順應性和抗壓性是研究的重點內(nèi)容。
科學性、先進性
- 用氨綸制成的針織物作為人造血管的支架，在織物的內(nèi)外均涂上聚氨酯膜形成類似于三明治結構的血管。用氨綸制成的針織物具有很好的彈性，用它來作人造血管的支架能減少與人體血管縫制接合的難度。其中人造血管的內(nèi)層的聚氨酯膜具有很好的生物相容性，具有較好的抗血栓的功能。中加的針織物使人造血管具有很好收縮性，血管就有了較好的保形性，在血管的血液流量較少而外界壓力不變時，血管不容易吸癟而發(fā)生堵塞。（技術性分析說明計參考文獻詳見論文）
獲獎情況及鑒定結果
- 參加2009年湖北省第七屆“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽，獲得一等獎。
作品所處階段
- 設計的作品能很好的解決人造血管縫合性差和自支撐能力差的難題，改進后的人造血管還在生物實驗階段。
技術轉讓方式
作品可展示的形式
- 樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 在保證血管具有良好的順應性和生物相容性的前提下重點改善了人造血管的保形性，面對外界壓力，血管具有自鎖性能不會讓血管在壓力的作用下吸癟，能有效的避免血管堵塞現(xiàn)象。 由于多方面的原因，許多手術需要進行血管移植，但是血管的來源受到各方面的限制，人造血管的研制成功后有望可以代替人體自身的血管移植的臨床效果，從而解決在移植手術中血管資源短缺的問題。
同類課題研究水平概述
- 聚氨酯材料(polyurethane，PU) 具備良好的順應性、耐磨性、彈性、生物相容性及一定的抗凝血性，近年來備受關注，是被研究最廣的抗凝血醫(yī)用高分子材料之一。據(jù)資料顯示，使用整體成型的膨體聚四氟乙烯(e-PTFE)人造血管順應性較差，直徑小于6mm的用于替代小動脈和靜脈的人造血管一直沒有獲得滿意的臨床效果，但使用聚氨酯材料生產(chǎn)小口徑的人造血管與e-PTFE血管對比表明，PU血管在更短的時間內(nèi)實現(xiàn)了內(nèi)皮化，新生內(nèi)膜厚度明顯比e-PTFE血管內(nèi)膜薄而均勻，并且血管通暢率好，有望能得到較好的小口徑人造血管，目前成為國際上研究的重點。 1967年，Boretor和Pietrce等首次成功地將分子鏈中硬段與軟段上有微相結構的嵌段聚醚聚氨酯彈性體植入狗體內(nèi)。Gupta將PU與聚酯(polyester)混編在一起，制成一種與人頸總動脈順應性極為相似的內(nèi)徑為4~6mm的人工血管，在犬體內(nèi)試驗表明植入6個月后，該血管通暢率良好，而且血管表面形成了一薄層穩(wěn)定的新生內(nèi)膜。Jeschke則研制出內(nèi)徑1.5mm, 長10mm的PU血管，將其經(jīng)過碳化處理得到的PU血管與ePTFE血管進行動物實驗對比，發(fā)現(xiàn)PU血管比ePTFE血管具備更優(yōu)良的性能。此后，人們研究開發(fā)了大量的嵌段聚氨酯生物醫(yī)用材料，并形成了一系列具有實用價值的商品化聚氨酯生物醫(yī)用材料。近4O年來，人們對嵌段聚氨酯進行了各種改良、修飾，并在此基礎上發(fā)展，形成了多種類型的抗凝血聚氨酯材料。目前, 美國萊斯大學研究團隊經(jīng)多次實驗，將一氧化氮生產(chǎn)的縮氨酸加入到聚氯酯中來增強聚氨酯抗血液凝結的能力，開發(fā)出了一種新型的聚氨酯(PU)材料，該材料可用于小直徑的人造血管。 國內(nèi)學者對聚氨酯材料在人造血管方面的研究很多，但大部分沒有突破性的進展，制作出來的聚氨酯血管仍有很多的問題，仍需要研究工作者作不懈的努力。
