專利名稱：生物型人工血管及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種人工血管，它是一種用于置換受損血管或作血管搭橋用的裝置，屬于植入人體的醫療器械。
背景技術：
血管病已成為威脅人類健康和生命的重要疾病之一。血管病的主要治療手段是用人工血管置換病變血管或在病變兩側搭橋。目前，臨床應用的人工血管主要是滌綸編織管及膨體聚四氟乙烯管，都是合成材料制造的，雖然可以形成假內膜，維持其長期暢通性，但它們始終作為永久異物存在于體內，總會或多或少的引起慢性弱排異反應，對機體不利，而且其抗凝血性欠佳，口徑6mm以上才有較好的長期暢通性，6mm以下尤其4mm以下口徑的人工血管，植入后極易發生栓塞。
用動物血管作人工血管雖然有不少研究，但始終未能形成產品應用于臨床，主要原因是處理技術落后。傳統的處理方法是將動物血管用戊二醛固定處理，再加上脫脂、脫細胞處理后就直接應用。使用戊二醛固定處理是靠縮醛反應將動物組織中蛋白質分子交聯固定的，這樣處理后的植入體在體內緩慢降解時會釋放出有毒性的戊二醛，從而抑制血管內皮細胞的生長。傳統的處理方法中把脫細胞作為除抗原的有效手段，但根據分子生物學、分子免疫學的研究成果可知，抗原并不是來自于細胞，而是來自蛋白質及多糖的某些特異位置的活潑基團，或特異構象，這些特異基團或構象統稱為抗原決定簇，只有封閉作為抗原決定簇的活潑基團及改變作為抗原決定簇的特異構象，才能有效的去除抗原，靠脫細胞的處理方法不能有效的去除抗原。所以傳統的處理動物血管的方法，由于戊二醛的殘留毒性以及因除抗原不徹底而存在的慢性弱免疫排異反應，使得宿主血管的內皮細胞及其他血管細胞很難在人工血管中生長增殖和遷移，難以達到預期的效果。

發明內容
本發明的目的是提供一種可克服現有技術的不足，生物相容性好，無殘留毒性，不存在慢性弱免疫排異反應的生物型人工血管。
本發明的另一目的是提供上述生物型人工血管的制備方法。
本發明的技術解決方案是生物型人工血管，它由經固定劑交聯固定和去抗原處理過的動物血管所形成的基材，以及鍵合在基材內表面上的含有抗凝血組分的表面層組成。
動物血管組織主要由膠原蛋白、糖胺聚糖等組成，易被微生物降解或分解。傳統上用醛類(甲醛、戊二醛等)與之交聯固定來提高其穩定性；但醛類是靠縮醛反應與蛋白質交聯的，其交聯產物降解時會釋放出有毒的醛，使得用醛固定的制品有長期殘留毒性。當應用環氧化物或二酰二胺或二異氰酸酯或碳化二亞胺等非醛類固定劑來代替醛類作固定試劑時，就無這一缺點，以環氧化物為例，由于環氧化物是靠開環反應來交聯蛋白質分子的，開環后不能再輕易形成環氧化物，其降解產物是可被機體代謝的多元醇，無醛類的殘留毒性，處理后的動物血管的穩定性也比原有用醛類固定的高；根據現代免疫學理論，動物組織的抗原性主要是由蛋白質中某些特殊位置的活性基團及特異構象引起的，這些活性基團主要是-OH，-NH2，-SH等，而特異構象常常是由于蛋白質分子螺旋鏈的某些持殊氫鍵引起，在處理動物血管時，用一種或多種易與這些基團起反應的活潑試劑(如酸酐、酰氯、酰胺、環氧化物等)與這些基團結合，將其封閉起來，從而去除其抗原，同時，還應用強氫鍵試劑(如胍類化合物)，置換引起特異構象的氫鍵，改變其構象，進一步消除其抗原性。動物血管經環氧化物交聯固定后，其組織不易被微生物降解或分解，無殘留毒性，再通過封閉蛋白質中的活性基團和改變其構象，有效的去除其免疫抗原性，所形成的基材穩定性高，不存在慢性免疫排異反應，生物相容性好，在基材內表面上化學鍵合有含抗凝組分的表面層，不易被血液沖走，可以維持長時間的抗凝血效果，保證了植入后的長期通暢性。
所述的抗凝血劑層中的抗凝血組分可以是令表面層帶負電荷的物質，也可以是高抗凝血性的肝素，但表面負電荷太強不利于也是帶負電荷的血管內皮細胞的著床生長和繁殖，以肝素為好。
作為一種優化方案，在表面層內還含有可粘附生長因子的特定多肽，對血管的生長因子諸如血管內皮細胞生長因子(VEGF)、成纖維細胞生長因子(FGF)、血小板衍生生長因子(PDGF-bb)、血管通透性因子(VPF)等有廣譜粘附和富集作用，從而促進新生血管的形成。這些特定多肽之一是由16個賴氨酸(K16)、甘氨酸(G)、精氨酸(R)、天冬氨酸(D)、絲氨酸(S)、脯氨酸(P)及半胱氨酸(C)縮聚而成的多肽，其組成序列為K16-G-R-G-D-S-P-C。
所述基材的形狀為直管狀體或U型管狀體或C型管狀體或Y型管狀體，以便適用于不同的植入場合。
生物型人工血管的制備方法，是以天然的動物血管為基材，包括以下步驟1、預處理使用廣譜高效低毒滅菌劑進行初步滅菌后修剪去除多余組織；2、脫脂使用有機溶劑抽提基材中的脂肪；3、固定使用固定劑交聯固定基材中的蛋白質分子；4、去除抗原使用活潑試劑封閉基材蛋白質中的特異活性基團如-OH，-NH2，-SH等，并用強氫鍵試劑置換基材蛋白質分子螺旋鏈中的特殊氫鍵，從而改變其特異構象；
5、抗凝血修飾使用偶合劑將抗凝血組分偶合在基材的內表面上，形成抗凝血表面層。
作為一種優化方案，生物型人工血管的制備方法中還在表面層內通過偶聯劑偶聯對生長因子有廣譜粘附能力的多肽。
生物型人工血管的制備方法中用作固定劑的可以是環氧化物，也可以是二酰二胺、二異氰酸酯或碳化二亞胺，以環氧化物為好。這里所說的環氧化物可以是單環 也可以是雙環氧化物 這里R＝CnH2n+1-，n＝0-10，還可以是低聚環氧化物，如低聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚縮水甘油醚。
生物型人工血管的制備方法中所述的活潑試劑可以是小分子有機酸酐、酰氯、酰胺、單環氧化物等，強氫鍵試劑為胍類化合物。
生物型人工血管的制備方法中所述的抗凝血組分可以是令表面層帶負電荷的物質，也可以是具有高凝血性的肝素，所用的偶合劑可以是環氧化物或內二酸酐或二酰氯等。
生物型人工血管的制備方法中偶聯多肽組分所用的偶聯劑可用二酰二胺或二酸酐或雙環氧化物或其它能與-NH2，-OH，-COOH等起縮合反應的雙官能團試劑。
本發明的優點是經過處理后的動物血管穩定性高，除抗原徹底，不引起排斥反應，血液相容性好，不易發生凝血，可保證植入人體后的長期通暢性，由于其基本組成與人體相近，其降解最終產物是組成所有生物蛋白的20種氨基酸及醣類，可被人體組織吸收利用，組織相容性好，是血管再生的良好載體，可誘導血管組織往其中生長，而且經偶聯特定多肽后，還可以富集生長因子，促進內皮細胞的生長及新生血管的形成，最終被自體化為新生血管組織，其性能顯著優于合成材料的人工血管，特別適用于制作口徑6mm以下的人工血管。


附圖1為本發明實施例1的結構示意圖；附圖2為本發明實施例1的垂直剖視圖；附圖3為本發明實施例2的結構示意圖；附圖4為本發明實施例3的結構示意圖；附圖5為本發明實施例4的結構示意圖；1、基材，2、表面層。
具體實施例方式
實施例1如附圖1和2所示，生物型人工血管，它由經環氧化物交聯固定和去抗原處理過的動物血管所形成的基材1，以及鍵合在基材1內表面上的含有抗凝血組分的表面層2組成。所述的基材1為直管狀體，所述的表面層2中的抗凝血組分為肝素；表面層2還含有由16個賴氨酸(K16)、甘氨酸(G)、精氨酸(R)、天冬氨酸(D)、絲氨酸(S)、脯氨酸(P)及半胱氨酸(C)縮聚而成的多肽。
生物型人工血管的制備方法，是以天然的動物血管為基材，包括以下步驟(1)、預處理使用廣譜滅菌劑如新潔爾滅、洗必泰等進行初步滅菌后修剪去除多余組織；(2)、脫脂使用有機溶劑如氯仿、乙酸乙酯、無水酒精或它們的共混物抽提基材1中的脂肪；(3)、固定使用雙環氧化物 n＝0-10，交聯固定基材1中的蛋白質分子；(4)、去除抗原使用活潑試劑如小分子有機酸酐、酰氯、酰胺、單環氧化物等封閉基材蛋白質中的特異活性基團-OH或-NH2或-SH，并用強氫鍵試劑如胍類化合物置換基材蛋白質分子螺旋鏈中的特殊氫鍵；(5)、抗凝血修飾使用偶合劑將抗凝血組分偶合在基材1的內表面上，形成表面層2。
(6)、偶聯多肽它還在表面層2內通過偶聯劑二酰二胺偶聯對生長因子有廣譜粘附能力的由16個賴氨酸(K16)、甘氨酸(G)、精氨酸(R)、天冬氨酸(D)、絲氨酸(S)、脯氨酸(P)及半胱氨酸(C)縮聚而成的多肽多肽，其組成序列為K16-G-R-G-D-S-P-C。
實施例2如附圖3所示，所述的基材1為U管狀體，固定蛋白質分子使用二異氰酸酯，其他技術特征同實施例1，在此不予贅述。
實施例3如附圖4所示，所述的基材1為C管狀體，固定蛋白質分子使用二酰二胺，其他技術特征同實施例1，在此不予贅述。
實施例4如附圖5所示，生物型人工血管的基材1為Y型管狀體，其他技術特征同實施例1，在此不予贅述。
權利要求
1.一種生物型人工血管的制備方法，其特征在于是以天然的動物血管為基材(1)，處理步驟如下(1)、預處理先用廣譜高效低毒滅菌劑進行初步滅菌，然后修剪去除多余組織；(2)、脫脂使用有機溶劑抽提基材中的脂肪；(3)、固定使用固定劑交聯基材中的蛋白質分子；(4)、去除抗原使用活潑試劑封閉基材中作為抗原決定簇的-OH，-NH2，-SH等活性基團，并用強氫鍵試劑置換基材蛋白質分子螺旋鏈中的特殊氫鍵，改變作為抗原決定簇的特異構象；(5)抗凝血表面修飾使用偶合劑將抗凝血組分偶合在基材(1)的內表面上，形成一個富含抗凝血組分的表面層(2)。
2.根據權利要求1所述的生物型人工血管的制備方法，其特征在于它還在表面層(2)內通過偶聯劑偶聯對生長因子有廣譜粘附能力的多肽。
3.根據權利要求2所述的生物型人工血管的制備方法，其特征在于所述的多肽之一為由16個賴氨酸(K16)、甘氨酸(G)、精氨酸(R)、天冬氨酸(D)、絲氨酸(S)、脯氨酸(P)及半胱氨酸(C)縮聚而成，其組成序列為K16-G-R-G-D-S-P-C。
4.根據權利要求1或2或3所述的生物型人工血管的制備方法，其特征在于所述的固定劑為易與蛋白質分子發生交聯反應的環氧化物、二酰二胺、二異氰酸酯或碳化二胺試劑。
5.根據權利要求4所述的生物型人工血管的制備方法，其特征在于所述的環氧化物可以是單環氧化物 也可以是雙環氧化物 這里R＝CnH2n+1-，n＝0-10，還可以是低聚環氧化物，如低聚環氧乙烷、聚環氧丙烷。
6.根據權利要求3所述的生物型人工血管的制備方法，其特征在于所述去除抗原用的活潑試劑可以是小分子有機酸酐、酰氯、酰胺、單環氧化物等，強氫鍵試劑為胍類化合物。
7.根據權利要求1所述的生物型人工血管的制備方法，其特征在于所述偶合劑可以是環氧化物或內二酸酐或二酰氯。
8.根據權利要求2所述的生物型人工血管的制備方法，其特征在于所述偶聯劑可用二酰二胺或二酸酐或雙環氧化物或其它能與-NH2，-OH，-COOH起縮合反應的雙官能團試劑。
9.一種使用權利要求1所述制備方法得到的生物型人工血管，其特征在于它由經環氧化物交聯固定和去抗原處理過的動物血管所形成的基材(1)，以及鍵合在基材(1)內表面上的含有抗凝血組分的表面層(2)組成。
10.根據權利要求9所述的生物型人工血管，其特征在于所述的表面層(2)中的抗凝血組分可以是令表面層帶負電荷的物質，也可以是具有高抗凝血性的肝素。
11.根據權利要求9所述的生物型人工血管，其特征在于在所述表面層(2)內還含有多肽之一是由16個賴氨酸(K16)、甘氨酸(G)、精氨酸(R)、天冬氨酸(D)、絲氨酸(S)、脯氨酸(P)及半胱氨酸(C)縮聚而成的多肽。
12.根據權利要求9、10或11所述的生物型人工血管，其特征在于所述的基材(1)為直管狀體或U型管狀體或C型管狀體或Y型管狀體。
全文摘要
本發明公開了一種生物型人工血管及其制備方法，它由經固定劑交聯固定和去抗原處理過的動物血管所形成的基材(1)，以及鍵合在基材(1)內表面上的含有抗凝血組分的表面層(2)組成。本發明的優點是生物相容性高，使用安全可靠，血液相容性好，不易發生凝血，可保證植入人體后的長期通暢性，由于其基本組成與人體相近，其降解最終產物是組成所有生物蛋白的20種氨基酸及醣類，可被人體組織吸收利用，是血管再生的良好載體，可誘導血管組織往其中生長，而且經偶聯特定多肽后，還可以富集生長因子，促進內皮細胞的生長及新生血管的形成，最終被自體化為新生血管組織，其性能顯著優于合成材料的人工血管，特別適用于制作口徑6mm以下的人工血管。
文檔編號A61F2/06GK1903143SQ20051003617
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月29日 優先權日2005年7月29日
發明者徐國風 申請人:廣東冠昊生物科技有限公司