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一种小口径人工血管微孔结构的制备装置及制备方法

摘要

本发明提供一种小口径人工血管微孔结构的制备装置及制备方法,属于人工血管技术领域。所述的制备装置由小口径人工血管制备装置及微孔制备装置组成;所述的小口径人工血管制备装置包括固定支架、电机、圆管模具、加热装置、升降台和滴液装置;所述的微孔制备装置包括空气泵、流量阀、连接管、喷筒、第二连接杆和第二夹具。本发明还提供上述装置制备小口径人工血管微孔结构的方法。本发明的装置和方法适用于在低于160℃沸点的有机溶剂中可溶解的所有高分子材,通过调节微粒种类、尺寸、气体鼓出速率和离心力等条件,可制备具有不同微孔尺寸、比表面积的小口径微孔人工血管。本发明具有微孔结构的小口径人工血管具有利于血管内皮细胞增殖的功能。

著录项

  • 公开/公告号CN108814767A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2018-11-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国科学院长春应用化学研究所;

    申请/专利号CN201810686918.4

  • 发明设计人 李金歌;陈兆彬;杨小牛;

    申请日2018-06-28

  • 分类号

  • 代理机构长春众邦菁华知识产权代理有限公司;

  • 代理人李外

  • 地址 130000 吉林省长春市朝阳区人民大街5625号

  • 入库时间 2023-06-19 07:09:32

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-06-04

    授权

    授权

  • 2018-12-11

    实质审查的生效 IPC(主分类):A61F2/06 申请日:20180628

    实质审查的生效

  • 2018-11-16

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明属于人工血管技术领域,具体涉及一种小口径人工血管微孔结构的制备装置及制备方法。

背景技术

随着经济的发展及人们生活方式的变化,心血管疾病的发病率和死亡率持续上升。每年有大量病人需要进行血管移植手术,尤其是血管旁路移植手术,因此,临床对小口径人工血管(内径<6mm)的需求量很高。然而,血栓形成和内膜增生造成的小口径血管再狭窄,常导致移植手术失败。因此,提高小口径人工血管的血液相容性成为研究热点。

大量研究表明,血管内皮细胞具有抗血栓形成、抑制血小板聚集和平滑肌细胞病理性增殖的功能,因此,小口径人工血管早期快速内皮化是维持其植入体内后远期血液通畅的一个十分重要的策略。目前,实现小口径人工血管内皮化主要有内皮细胞体外种植和内皮细胞体内原位表面化两种方法,其中后者主要采用材料表面修饰和微孔制备的手段。微孔结构可以增强血管内皮细胞在小口径人工血管内表面的增殖、长入和铺展,进而加速内皮细胞化过程,防止血栓形成。

目前,小口径人工血管微孔结构的制备主要有以下几种方法:通过静电纺丝法将聚合物溶液或熔体喷丝并收集,从而制成具有微孔结构的人工血管(Biomaterials,2010,31(15):4313-4321.);采用浸渍-沥滤法将圆棒模具反复浸入聚合物/盐粒混悬液中,干燥后溶解盐粒从而得到小口径微孔人工血管(中国修复重建外科杂志,2005,19(1):64-69.);通过将聚合物溶液急速冷冻的方法制备多孔人工血管(J Biomed Mater Res,1992,26(11):1489-1502.);利用激光蚀刻的方法制备微孔人工血管(Biomed Mater Res,1996,31(1):27-33.)。

发明内容

本发明的目的是提供一种小口径人工血管微孔结构的制备装置及制备方法,该方法所需装置简单、操作方便,通过材料和制备参数调节,可精确制备小口径人工血管的微孔结构。

本发明首先提供一种小口径人工血管微孔结构的制备装置,由小口径人工血管制备装置及微孔制备装置组成;

所述的小口径人工血管制备装置包括固定支架、电机、圆管模具、加热装置、升降台和滴液装置,所述的固定支架包括固定杆、第一连接杆和第一夹具,固定杆固定在固定面上,第一连接杆的一端沿固定杆上下移动并可固定在固定杆的任意位置,第一连接杆的另一端与第一夹具的固定端转动连接,第一夹具相对于连接杆俯仰运动,第一夹具的夹持端夹持电机的一端;电机的轴线与固定支架的轴线相互垂直,圆管模具的一端与电机的旋转轴固定连接,另一端为开放端,圆管模具在电机的旋转轴的带动下沿轴线转动;升降台放置在固定面上,加热装置放置在升降台上,并位于圆管模具的下方,在升降台的带动下调整高度位置,加热装置通过热空气对圆管模具进行加热,滴液装置用于盛装并向圆管模具的开放端的内壁上滴加高分子溶液;

所述的微孔制备装置包括空气泵、流量阀、连接管、喷筒、第二连接杆和第二夹具,所述的空气泵放置在固定面上,空气泵的一端通过连接管与流量阀的一端连接,流量阀的另一端通过连接管与喷筒的一端连接,喷筒的另一端外端面悬空置于圆管模具腔内,喷筒内放置微粒,第二连接杆的一端沿固定杆上下移动并可固定在固定杆的任意位置,第二连接杆的另一端与第二夹具的固定端转动连接,第二夹具的夹持端夹持喷筒,喷筒在第二夹具的带动下可以调整位置和角度。

优选的是,所述的圆管模具的内径为3.00~6.00mm,长度<300.00mm。

本发明还提供上述装置制备小口径人工血管微孔结构的方法,包括:

步骤一、小口径人工血管的制备

1)配制高分子溶液

将高分子材料在室温或升温下充分溶解于沸点低于160℃的有机溶剂中,形成浓度为0.01~1.00g/mL的高分子溶液;

2)离心涂覆

控制电机先以10~1000rpm的转速带动圆管模具转动,将高分子溶液用滴加装置滴加到圆管模具的开放端的内壁上,提升转速至100~3000rpm,通过旋转第一夹具调整电机及圆管模具的轴线与固定杆的轴线所成角度为20~70°,使高分子溶液在离心力和重力作用下均匀涂覆于圆管模具的内壁上,形成均匀连续的液膜,然后将电机及圆管模具的轴线调整到与固定杆的轴线垂直,启动加热装置加热,使高分子溶液中的有机溶剂挥发至液膜的表面呈半干状态后,判断厚度是否达到所需小口径人工血管的管壁厚度,达到,执行步骤3),未达到,重复步骤2);

3)选择

若制备的小口径人工血管管壁为单层结构,直接执行步骤二;若制备的小口径人工血管管壁为多层结构,重复步骤1)至步骤3),直至多层结构涂覆完成后,执行步骤二,需要说明的是多层结构的涂覆顺序是从外至内;

步骤二:微孔结构的制备

1)调整装置

移除加热装置和滴液装置,安装微孔制备装置,调整圆管模具和喷筒的角度及位置,使喷筒与圆管模具处于同一轴线,且喷筒出口外端面悬空置于圆管模具腔内;

2)微粒覆盖小口径人工血管内壁

启动电机以10~100rpm的转速带动圆管模具转动,启动空气泵,通过流量阀控制空气流速为0.1~4.0L/min,喷筒中的微粒在气流作用下发生扰动,并随气流从喷筒中喷出,均匀覆盖在呈半干状态的小口径人工血管内壁;

3)微粒镶嵌

移除微孔制备装置,调整电机和圆管模具位置及角度,使其与固定支架轴线垂直,启动电机并升高其转速至10~3000rpm,使微粒在离心力作用下镶嵌于半干状态的人工血管内表面,然后安装加热装置并启动,至溶剂完全挥发;

4)后处理

取下圆管模具,脱模,得到嵌有微粒的小口径人工血管,将微粒完全去除干净,烘干,修整,得到具有微孔结构的小口径人工血管。

优选的是,所述步骤一中的高分子材料选自天然或人工合成的高分子材料中的一种或几种;所述的天然高分子材料为丝素蛋白或胶原蛋白;人工合成高分子材料为聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯或聚烯烃。

优选的是,所述步骤一的加热装置的加热温度为50~150℃,加热时间为1~120min。

优选的是,所述步骤二中电机和喷筒的轴线与固定支架轴线平行,且喷筒出口外端面距圆孔模具开放端截面1mm。

优选的是,所述步骤二的微粒为无机材料微粒、有机材料微粒或金属材料微粒的一种或几种。

优选的是,所述的无机材料微粒为NaCl、NH4Cl、KCl、玻璃、石英或陶瓷微粒中的一种或几种;有机材料微粒为石蜡、聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯微粒中的一种或几种;金属材料微粒为铁、铜或铅微粒中的一种或几种。

优选的是,所述步骤二中微粒去除的方法为超声法或溶解法。

优选的是,所述具有微孔结构的小口径人工血管管壁为单层或多层结构,壁厚为0.02~1.00mm,长度为20.00~200.00mm,内径为2.00~6.00mm,微孔尺寸为1~1000μm。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

本发明提供一种小口径人工血管微孔结构的制备装置及制备方法,该方法是采用喷砂原理,即微粒在气流的作用下均匀覆盖于呈半干状态的小口径人工血管内壁,并在离心力作用下镶嵌在其内表面,然后加热至溶剂完全挥发,脱模,去除微粒,干燥,修整,最终得到具有微孔结构的小口径人工血管。此装置和方法适用于在低于160℃沸点的有机溶剂中可溶解的所有高分子材,通过调节微粒种类、尺寸、气体鼓出速率和离心力等条件,可制备具有不同微孔尺寸、比表面积的小口径微孔人工血管。本发明涉及的制备装置简单,操作便捷,可对小口径人工血管的微孔结构进行精细控制,进而增加其比表面积、利于血管内皮细胞增殖。

附图说明

图1为本发明小口径人工血管微孔结构的制备装置的结构示意图;

图2为本发明小口径人工血管的制备装置的结构示意图;

图3为本发明实施例1的具有微孔结构的小口径人工血管的照片图;

图4为本发明实施例1的具有微孔结构的小口径人工血管的SEM图;

图5为本发明实施例2的具有微孔结构的小口径人工血管的照片图;

图6为本发明实施例2的具有微孔结构的小口径人工血管的SEM图;

图7为本发明实施例3的具有微孔结构的小口径人工血管的照片图;

图8为本发明实施例3的具有微孔结构的小口径人工血管的SEM图;

图9为本发明实施例4的具有微孔结构的小口径人工血管的照片图;

图10为本发明实施例4的具有微孔结构的小口径人工血管的SEM图;

图11为空白小孔径血管样品和实施例2、3、4的具有微孔结构的小口径人工血管培养血管内皮细胞后的SEM图。

图1和图2中,1、固定支架,1-1、固定杆,1-2、第一连接杆,1-3、第一夹具,2、电机、3、圆管模具,4、加热装置,5、升降台,6、滴液装置,7、空气泵,8、流量阀,9、连接管,10、喷筒,11、第二连接杆,12、第二夹具。

具体实施方式

为了进一步理解本发明,下面对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。

本发明一种小口径人工血管微孔结构的制备装置,如图1-2所示,由小口径人工血管制备装置及微孔制备装置组成;

所述的小口径人工血管制备装置包括固定支架1、电机2、圆管模具3、加热装置4、升降台5和滴液装置6,其中,所述的固定支架1包括固定杆1-1、第一连接杆1-2和第一夹具1-3,固定杆1-1固定在固定面(一般为操作台)上,第一连接杆1-2的一端可沿固定杆1-2上下移动并可固定在固定杆1-2的任意位置,第一连接杆1-2的另一端与第一夹具1-3的固定端转动连接,第一夹具1-3相对于第一连接杆1-2俯仰运动,第一夹具1-3的夹持端夹持电机2的一端;通过调整第一连接杆1-2与第一夹具1-3的连接处,能够调整电机2的轴线与固定支架1的轴线所成夹角,一般可在0~180°范围内调节,电机2的轴线与固定支架1的轴线相互垂直,圆管模具3的一端与电机2的旋转轴固定连接,另一端为开放端,圆管模具3在电机2的旋转轴的带动下沿轴线转动;升降台5放置在固定面上,加热装置4放置在升降台5上,在升降台5的带动下调整高度位置,加热装置4通过热空气对圆管模具3进行加热,其位置根据圆管模具3的位置进行调节,位于圆管模具3的下方;滴液装置6用于盛装并向圆管模具3的开放端的内壁上滴加高分子溶液,滴液装置6优选采用滴管、移液器或注射器。

按照本发明,所述的圆管模具3的材质优选为金属材料、无机材料或高分子材料;所述的金属材料优选为不锈钢、铝或铜;无机材料优选为玻璃或陶瓷;高分子材料优选为聚四氟乙烯。

按照本发明,所述的圆管模具3的尺寸依据待制备的人工血管的尺寸确定,通常内径优选为3.00~6.00mm,长度<300.00mm。

按照本发明,所述的加热装置4采用的是热空气加热,其加热温度可调节且范围是30~200℃,风向可根据实验要求进行各方向调节,优选为电吹风。

所述的微孔制备装置包括空气泵7、流量阀8、连接管9、喷筒10、第二连接杆11和第二夹具12,所述的空气泵7放置在固定面上,空气泵7的一端通过连接管9与流量阀8的一端连接,流量阀8的另一端通过连接管9与喷筒10的一端连接,喷筒10的另一端外端面悬空置于圆管模具3腔内,喷筒10内放置微粒,第二连接杆11的一端沿固定杆1-1上下移动并可固定在固定杆1-1的任意位置,第二连接杆11的另一端与第二夹具12的固定端转动连接,第二夹具12的夹持端夹持喷筒10,喷筒10在第二夹具12的带动下可以调整位置和角度。

上述装置制备小口径人工血管微孔结构的方法,包括:

步骤一、小口径人工血管的制备

1)配制高分子溶液

将高分子材料在室温或升温下充分溶解于沸点低于160℃的有机溶剂中,形成浓度为0.01~1.00g/mL的高分子溶液;

其中,高分子材料没有特殊限制,依据需制备的人工血管的材质确定即可,可以为天然高分子材料,如丝素蛋白、胶原蛋白等,也可以为人工合成高分子材料,如聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、聚烯烃等,且高分子材料可以为一种或多种的混合物;有机溶剂也没有特殊限制,能够起到溶解作用且沸点低于160℃即可,优选为N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、丙酮、甲苯、甲醇、乙醇、乙醚、四氢呋喃、二氯甲烷或六氟异丙醇中的一种或多种的混合物;溶解过程可在室温下进行也可在升温条件下进行,升温条件的温度范围一般为30~100℃;

需要说明的是,高分子溶液的浓度必须在0.01~1.00g/mL,如果浓度<0.01g/mL或>1.00g/mL,由于浓度过稀或过稠,高分子溶液在离心力作用下不能在圆管模具3的内壁上形成均匀、连续的液膜;优选高分子溶液浓度为0.10~0.50g/mL。

2)离心涂覆

控制电机2先以10~1000rpm的转速带动圆管模具3转动,将高分子溶液用滴加装置6滴加到圆管模具3的开放端的内壁上,提升转速至100~3000rpm,通过旋转第一夹具1-3调整电机2及圆管模具3的轴线与固定杆1-1的轴线所成角度为20~70°,优选为40~50°,更优选为45°,使高分子溶液在离心力和重力作用下均匀涂覆于圆管模具3的内壁上,形成均匀连续的液膜,然后将电机2及圆管模具3的轴线调整到与固定杆1-1的轴线垂直,启动加热装置加热4,使高分子溶液中的有机溶剂挥发至液膜的表面呈半干状态后,判断厚度是否达到所需小口径人工血管的管壁厚度,达到,执行步骤3),未达到,重复步骤2);

所述的滴加装置6每次的滴加量优选为0.1~4.0mL,加热装置4的具体加热温度和时间需根据有机溶剂的沸点设置,优选温度为50~150℃,加热时间优选为1~120min;

3)选择

若制备的小口径人工血管管壁为单层结构,直接执行步骤二;若制备的小口径人工血管管壁为多层结构,重复步骤1)至步骤3),直至多层结构涂覆完成后,执行步骤二,需要说明的是多层结构的涂覆顺序是从外至内;

步骤二:微孔结构的制备

1)调整装置

移除加热装置4和滴液装置6,安装微孔制备装置,调整圆管模具3和喷筒10的角度及位置,使喷筒10与圆管模具3处于同一轴线,优选使电机和喷筒的轴线与固定支架轴线平行,喷筒10出口外端面悬空置于圆管模具3腔内;优选喷筒出口外端面距圆孔模距开放端截面1mm;

2)微粒覆盖小口径人工血管内壁

启动电机2以10~500rpm的转速带动圆管模具3转动,启动空气泵7,通过流量阀8控制空气流速为0.1~4.0L/min,喷筒10中的微粒在气流作用下发生扰动,并随气流从喷筒10中喷出,均匀覆盖在呈半干状态的小口径人工血管内壁;

3)微粒镶嵌

移除微孔制备装置,调整电机2和圆管模具3位置及角度,使其与固定支架1轴线垂直,启动电机2并升高其转速至10~3000rpm,使微粒在离心力作用下镶嵌于半干状态的人工血管内表面,然后安装加热装置4并启动,至溶剂完全挥发;

所述的微粒是指粒径尺寸在1~1000μm的颗粒,优选为无机材料微粒、有机材料微粒或金属材料微粒的一种或几种。所述的无机材料微粒优选为NaCl、NH4Cl、KCl、玻璃、石英或陶瓷微粒中的一种或几种;有机材料微粒优选为石蜡、聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯微粒中的一种或几种;金属材料微粒优选为铁、铜或铅微粒中的一种或几种。所述的微粒的来源为商购或采用现有的文献方法制备,如玻璃微粒、陶瓷微粒、石英微粒、铁微粒、铜微粒采用商购获得,石蜡微粒参照文献方法自制(J>

4)后处理

取下圆管模具2,脱模,得到嵌有微粒的小口径人工血管,将微粒完全去除干净,烘干,修整,得到具有微孔结构的小口径人工血管。

所述微粒去除的方法优选为超声法或溶解法。本发明对于不溶或难溶于有机溶剂的微粒,如玻璃,陶瓷、金属微粒等,采用超声法去除微粒,超声法所用介质优选为蒸馏水、乙醇、丙酮、异丙醇中的一种或几种;对于易溶于水或有机溶剂的微粒,如NaCl、NH4Cl、KCl、石蜡微粒等,采用溶解法去除微粒,溶解法所用溶剂优选为蒸馏水,正己烷、氯仿、乙醇、丙酮或甲苯中的一种或几种。

所述具有微孔结构的小口径人工血管管壁为单层或多层结构,壁厚优选为0.02~1.00mm,长度优选为20.00~200.00mm,内径优选为2.00~6.00mm,微孔尺寸优选为1~1000μm,根据微粒形状及尺寸,制备的微孔可以为圆形、方形等不规则形。

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

步骤一、1)将聚氨酯( Ⅱ80A,DSM)在55℃下搅拌溶于N,N-二甲基甲酰胺中,形成浓度为0.10g/mL的聚氨酯溶液;2)在转速500rpm下,用滴液装置6将0.3mL步骤1)的聚氨酯溶液加入到内径为5.00mm的玻璃圆管模具3的开放端的内壁上,形成液膜,然后将转速升高到1500rpm并维持;向上调整电机2及圆管模具3的角度,至二者轴线与固定杆的轴线夹角为45°,使聚氨酯溶液在离心力和重力作用下均匀涂覆于圆管模具3的内壁上,形成液膜,然后将电机2及圆管模具3的轴线调整到与固定杆的轴线垂直,启动加热装置4,在60℃下加热20min,使液膜中的有机溶剂挥发至液膜表面呈半干状态;3)重复步骤2)4次,且第4次加热时间为5min;

步骤二、1)移除加热装置4和滴液装置6,安装微孔制备装置,使喷筒10和圆管模具3与固定支架轴线平行,喷筒10出口外端面悬空置于圆管模具3腔内且距开放端截面1mm;2)将NaCl颗粒用研钵进行研磨,然后用110目和75目筛网筛选出粒径为150~200μm的NaCl微粒,装入喷筒中备用;3)启动电机2以100rpm的转速带动圆管模具3转动,启动空气泵7,通过流量阀8控制空气流速为2.5L/min,喷筒10中的NaCl微粒在气流作用下发生扰动,并随气流从喷筒10中喷出,均匀覆盖在呈半干状态的小口径人工血管内壁;4)移除微孔制备装置,使电机2和圆管模具3与固定支架1轴线垂直,启动电机2并升高其转速至1000rpm,使微粒在离心力作用下镶嵌于半干状态的人工血管内表面,然后安装加热装置4并启动,至溶剂完全挥发;5)脱模,得到嵌有150~200μm粒径NaCl微粒的小口径人工血管,然后将其置于蒸馏水中超声清洗30min至NaCl微粒完全溶解,然后更换蒸馏水重复清洗3次,烘干,修整,得到具有微孔结构的小口径人工血管。经检测,其长度为40.00mm,内径为4.50mm,孔径为150~200μm,照片和微孔结构的SEM如图3(其中a为横向示意图,b为纵向示意图)和4所示。

实施例2

步骤一、1)将聚氨酯( Ⅱ80A,DSM)在55℃下搅拌溶于N,N-二甲基甲酰胺中,形成浓度为0.10g/mL的聚氨酯溶液;2)在转速500rpm下,用滴液装置6将0.3mL步骤1)的聚氨酯溶液加入到内径为5.00mm的玻璃圆管模具3的开放端的内壁上,形成液膜,然后将转速升高到1500rpm并维持;向上调整电机2及圆管模具3的角度,至二者轴线与固定杆的轴线夹角为45°,使聚氨酯溶液在离心力和重力作用下均匀涂覆于圆管模具3的内壁上,形成液膜,然后将电机2及圆管模具3的轴线调整到与固定杆的轴线垂直,启动加热装置4,在60℃下加热20min,使液膜中的有机溶剂挥发至液膜表面呈半干状态;3)重复步骤2)4次,且第4次加热时间为5min;

步骤二、1)移除加热装置4和滴液装置6,安装微孔制备装置,使喷筒10和圆管模具3与固定支架轴线平行,喷筒10出口外端面悬空置于圆管模具3腔内且距开放端截面1mm;2)将NaCl颗粒用研钵进行研磨,然后用300目和900目筛网筛选出粒径为20~50μm的NaCl微粒,装入喷筒中备用;3)启动电机2以100rpm的转速带动圆管模具3转动,启动空气泵7,通过流量阀8控制空气流速为1L/min,喷筒10中的NaCl微粒在气流作用下发生扰动,并随气流从喷筒10中喷出,均匀覆盖在呈半干状态的小口径人工血管内壁;4)移除微孔制备装置,使电机2和圆管模具3与固定支架1轴线垂直,启动电机2并升高其转速至2000rpm,使微粒在离心力作用下镶嵌于半干状态的人工血管内表面,然后安装加热装置4并启动,至溶剂完全挥发;5)脱模,得到嵌有20~50μm粒径NaCl微粒的小口径人工血管,然后将其置于蒸馏水中超声清洗30min至NaCl微粒完全溶解,然后更换蒸馏水重复清洗3次,烘干,修整,得到具有微孔结构的小口径人工血管。经检测,其长度为40.00mm,内径为4.50mm,孔径为20~50μm,照片和微孔结构的SEM如图5(其中a为横向示意图,b为纵向示意图)和6所示。

实施例3

步骤一、1)将聚氨酯( Ⅱ80A,DSM)在55℃下搅拌溶于N,N-二甲基甲酰胺中,形成浓度为0.10g/mL的聚氨酯溶液;2)在转速500rpm下,用滴液装置6将0.3mL步骤1)的聚氨酯溶液加入到内径为5.00mm的玻璃圆管模具3的开放端的内壁上,形成液膜,然后将转速升高到1500rpm并维持;向上调整电机2及圆管模具3的角度,至二者轴线与固定杆的轴线夹角为45°,使聚氨酯溶液在离心力和重力作用下均匀涂覆于圆管模具3的内壁上,形成液膜,然后将电机2及圆管模具3的轴线调整到与固定杆的轴线垂直,启动加热装置4,在60℃下加热20min,使液膜中的有机溶剂挥发至液膜表面呈半干状态;3)重复步骤2)4次,且第4次加热时间为5min;

步骤二、1)移除加热装置4和滴液装置6,安装微孔制备装置,使喷筒10和圆管模具3与固定支架轴线平行,喷筒10出口外端面悬空置于圆管模具3腔内且距开放端截面1mm;2)购买粒径为50~100μm的商品化玻璃微粒,然后用5%脱模剂水溶液对其表面进行挂膜处理,烘干后装入喷筒中备用;3)启动电机2以500rpm的转速带动圆管模具3转动,启动空气泵7,通过流量阀8控制空气流速为2L/min,喷筒10中的玻璃微粒在气流作用下发生扰动,并随气流从喷筒10中喷出,均匀覆盖在呈半干状态的小口径人工血管内壁;4)移除微孔制备装置,使电机2和圆管模具3与固定支架1轴线垂直,启动电机2并升高其转速至1500rpm,使微粒在离心力作用下镶嵌于半干状态的人工血管内表面,然后安装加热装置4并启动,至溶剂完全挥发;5)脱模,得到嵌有50~100μm粒径玻璃微粒的小口径人工血管,然后将其置于蒸馏水中超声清洗90min至玻璃微粒完全除去,然后更换蒸馏水重复清洗5次,烘干,修整,得到具有微孔结构的小口径人工血管。经检测,其长度为40.00mm,内径为4.50mm,孔径为50~100μm,照片和微孔结构的SEM如图7(其中a为横向示意图,b为纵向示意图)和8所示。

实施例4

步骤一、1)将聚氨酯( Ⅱ80A,DSM)在55℃下搅拌溶于N,N-二甲基甲酰胺中,形成浓度为0.10g/mL的聚氨酯溶液;2)在转速500rpm下,用滴液装置6将0.3mL步骤1)的聚氨酯溶液加入到内径为5.00mm的玻璃圆管模具3的开放端的内壁上,形成液膜,然后将转速升高到1500rpm并维持;向上调整电机2及圆管模具3的角度,至二者轴线与固定杆的轴线夹角为45°,使聚氨酯溶液在离心力和重力作用下均匀涂覆于圆管模具3的内壁上,形成液膜,然后将电机2及圆管模具3的轴线调整到与固定杆的轴线垂直,启动加热装置4,在60℃下加热20min,使液膜中的有机溶剂挥发至液膜表面呈半干状态;3)重复步骤2)4次,且第4次加热时间为5min;

步骤二、1)移除加热装置4和滴液装置6,安装微孔制备装置,使喷筒10和圆管模具3与固定支架轴线平行,喷筒10出口外端面悬空置于圆管模具3腔内且距开放端截面1mm;2)实验室自制石蜡微粒,将7g固体石蜡熔融后倒入250mL 90℃的0.5wt%聚乙烯醇水溶液中,剧烈搅拌直到冷却至室温,然后用300目和110目筛网筛选出粒径为50~150μm的石蜡微粒,室温晾干后装入喷筒中备用;3)启动电机2以100rpm的转速带动圆管模具3转动,启动空气泵7,通过流量阀8控制空气流速为1.5L/min,喷筒10中的石蜡微粒在气流作用下发生扰动,并随气流从喷筒10中喷出,均匀覆盖在呈半干状态的小口径人工血管内壁;4)移除微孔制备装置,使电机2和圆管模具3与固定支架1轴线垂直,启动电机2并升高其转速至2500rpm,使微粒在离心力作用下镶嵌于半干状态的人工血管内表面,然后安装加热装置4并启动,至溶剂完全挥发;5)脱模,得到嵌有50~150μm粒径石蜡微粒的小口径人工血管,然后将其置于正己烷溶液中超声120min至石蜡微粒完全溶解,然后更换乙醇重复清洗3次后,再更换蒸馏水重复清洗3次,烘干,修整,得到具有微孔结构的小口径人工血管。经检测,其长度为40.00mm,内径为4.50mm,孔径为50~150μm,照片和微孔结构的SEM如图9(其中a为横向示意图,b为纵向示意图)和10所示。

实施例5具有微孔结构的小口径人工血管具有利于血管内皮细胞增殖的功能

将实施例2、3、4中制备的具有微孔结构的小口径人工血管以及空白小口径血管样品(无微孔结构)剖开后裁成Φ=1.20cm的圆片,灭菌后分别置于24孔细胞培养板中,然后在其表面分别培养5×104个人血管内皮细胞(HUVECs),培养72h后固定细胞,然后用扫描电子显微镜(SEM)对材料表面及细胞形态进行观察和成像。实验结果显示如图11所示,其中图a代表空白小口径血管样品,图b代表实施例4的具有微孔结构的小口径人工血管,图c代表实施例3的具有微孔结构的小口径人工血管,图d代表实施例2的具有微孔结构的小口径人工血管,从图中可以看出,本方法制备的微孔结构可以明显促进HUVECs的增殖。

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