CN107898533B - 人工载药同轴再生血管支架及其复合工艺制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人工载药同轴再生血管支架及其复合工艺制备方法,所述血管支架有三层结构,分别采用不同工艺方法制备,其中内层材料选用去铁胺DFO+PVA芯层溶液与PCL壳层溶液,采用同轴电纺成形工艺;中间层材料选用PVA+SA混合溶液,采用浸渍法成形工艺,并在电纺外层之后采用氯化钙进行交联;外层材料选用庆大霉素GS+PVA芯层溶液与PCL壳层溶液,采用同轴电纺成形工艺。本发明利用两种工艺复合不同材料制备三层载药血管支架,并很好模拟了天然血管的三层结构,缩短了体外培养移植所需的时间和成功率,在临床应用中具有广阔的前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种人工血管及其制备方法,特别是涉及一种再生血管支架及其复合工艺制备方法,应用于生物制造技术领域。
背景技术
心血管疾病,尤其是动脉硬化导致的冠心病,目前已经成为人类死亡的主要原因之一,其治疗的主要手段之一就是进行血管移植。由于自体血管来源有限,因此需要大量的人工血管用于临床。
随着人工血管需求量增加,各种工艺制备人工血管相继产生,其中生物打印技术制备人工血管由于其在功能与效率上表现突出,在血管制备中的应用逐渐增多。
传统的人工血管制备,一是通过单工艺静电纺丝制得,但生物相容性或机械性不是太好,二是通过静电纺丝与生物材料复合制备人工血管,但制备过程中考虑载药技术的应用较少。目前制备的血管支架虽然能简单模拟天然血管结构,但在移植过程中经常会遇到感染和组织相容性问题,因此在血管支架的制备工艺与选择上还有待改进与完善。
发明内容
为了解决现有技术问题,本发明的目的在于克服已有技术存在的不足,提供一种人工载药同轴再生血管支架及其复合工艺制备方法,由于采用了多工艺复合的方法来制备血管支架,克服了单工艺的局限性,缩短了支架的制备时间,其中第一层和第二层利用毛细现象紧密结合,第二层和第三层利用化学交联方法紧密结合,提高了支架整体的机械性能,由于采用了载药同轴技术,可使药物在体内按时缓慢释放,降低了人工血管在移植后的感染率,由于工艺采用了PVA,SA,PCL等生物材料,提高了再生血管的组织相容性。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种人工载药同轴再生血管支架,从载药同轴再生血管支架内部到外部,依次由同轴的内层、水凝胶中间层和外层紧密结合而成,模拟天然血管的三层结构,其中所述内层依次由去铁胺DFO复合芯层和第一聚己内酯PCL壳层紧密结合而成,形成第一聚己内酯PCL壳层包裹去铁胺DFO复合芯层的层状复合内层结构,所述去铁胺DFO复合芯层由去铁胺DFO和PVA的复合材料制成,所述去铁胺DFO复合芯层直接朝向载药同轴再生血管的内腔设置,所述水凝胶中间层由海藻酸钠SA和PVA的复合材料制成,所述外层依次由庆大霉素GS复合芯层和第二聚己内酯PCL壳层紧密结合而成,形成第二聚己内酯PCL壳层包裹庆大霉素GS复合芯层的层状复合外层结构,所述庆大霉素GS复合芯层由庆大霉素GS和PVA的复合材料制成,第一聚己内酯PCL壳层和所述庆大霉素GS复合芯层分别与水凝胶中间层的两侧紧密结合,所述第二聚己内酯PCL壳层直接朝向载药同轴再生血管的外部设置。
优选上述去铁胺DFO复合芯层的去铁胺DFO和PVA的复合材料的组分质量配比为(15-64):1000;优选上述庆大霉素GS复合芯层的庆大霉素GS和PVA的复合材料的组分质量配比为(3-8):1000。
优选上述水凝胶中间层的海藻酸钠SA和PVA的复合材料的组分质量配比为(2.4-9.6):(1-5)。
作为本发明优选的技术方案,所述第一聚己内酯PCL壳层或第二聚己内酯PCL壳层由聚己内酯PCL和基体材料共混制成,所述基体材料由N,N-二甲基甲酰胺DMF和二氯甲烷DCM混合制成;其中N,N-二甲基甲酰胺DMF和二氯甲烷DCM的体积比为1:1,聚己内酯PCL与基体材料的质量体积比为(1-10)g:100ml。
优选通过调整上述水凝胶中间层的厚度来控制人工载药同轴再生血管支架的整体壁厚。
本发明提供了一种复合工艺制备载药同轴再生血管支架的方法,包括如下步骤:
a.将PVA溶解于去离子水中,在磁力搅拌器上水浴加热,并搅拌直至PVA完全溶解,制得质量百分比浓度为3-8wt.%的PVA溶液;
b.将去铁胺DFO溶于在所述步骤a中制备的PVA溶液,配制成质量百分比为50-80wt.%的DFO内层同轴电纺芯层溶液;
c.将体积比为1:1的N,N-二甲基甲酰胺DMF和二氯甲烷DCM的混合物作为溶剂,将聚己内酯PCL溶解于溶剂中,配制成聚己内酯PCL与溶剂的质量体积比为(1-10)g:100ml的PCL同轴电纺壳层溶液;
d.将海藻酸钠SA溶解于去离子水中,配制成质量分数为1-5wt.%的SA溶液,然后将在所述步骤a中制备的PVA溶液和SA溶液按质量比为(0.8-1.2):1的比例混合,配制成血管支架的中间层溶液;
e.将庆大霉素GS溶解于在所述步骤a中制备的PVA溶液中,配置成质量分数为0.3-0.8wt.%的GS外层同轴电纺芯层溶液;
f.分别采用在所述步骤b中制备DFO内层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,在圆轴上依次制备PCL同轴电纺芯层和聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架内层;
g.采用浸渍法成形工艺,将在所述步骤f中完成载药再生血管支架内层制备的圆轴取下,并浸渍在所述步骤d中制备的中间层溶液中,静置15~60分钟,之后将载药再生血管支架内层浸渍附着水凝胶的圆轴取出,并将圆轴两端架空静置,直到圆轴不再有水凝胶液滴滴下为止,然后将圆轴放于-40~-60℃的冰箱中进行冰冻10-15小时后,取出圆轴,并将圆轴在室温中解冻4-8小时,再放入冰箱中进行冰冻,如此经历1-5次冰冻-解冻过程,从而在载药再生血管支架内层的外部得到成形的水凝胶中间层;
h.分别采用在所述步骤e中制备GS外层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,在圆轴上依次制备GS外层同轴电纺芯层和聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架外层,从而在水凝胶中间层的外部包裹载药再生血管支架外层,得到成型的载药同轴再生血管支架预制体;
i.将在所述步骤h中制备好的载药同轴再生血管支架预制体浸泡在质量分数为1-5wt.%的氯化钙溶液中15~60分钟进行化学交联,在完成化学交联后,得到载药同轴再生血管支架,然后将载药同轴再生血管支架冷冻干燥后取出,就得到了载药同轴再生血管支架成品。
作为本发明优选的技术方案,在所述步骤f和步骤h中制备血管支架内外层时,控制圆轴的旋转速度为200-400转/分钟,X方向即圆轴水平轴向往复移动速度为0.3-0.6mm/s,控制电纺丝的电压为10-13KV,使电纺液通过微量泵供料,其中在所述步骤f中的电纺时间为3-10min,在所述步骤h中的电纺时间为4-20min,通过控制电纺丝时间来调整电纺膜的厚度,从而调整载药再生血管支架内层或外层的厚度。电纺时间越长电纺膜越厚。
作为本发明优选的技术方案,在所述步骤g中制备血管支架中间层时,冰冻-解冻的次数由所要求的再生血管壁厚来决定,通过控制冰冻-解冻的次数来调整所制备的水凝胶中间层的厚度,进而调控人工载药同轴再生血管支架的整体壁厚。冰冻-解冻的次数越多再生血管壁越厚。
作为本发明优选的技术方案,在所述步骤f和步骤h中制备血管支架内外层时,控制微量泵的供料速度为30-60ul/min,同轴喷头离圆轴高度为140-160mm。
作为本发明优选的技术方案,在所述步骤f和步骤h中制备血管支架内外层时,圆轴采用可导电的不锈钢材质,圆轴的直径为2-9mm;同轴喷头的内径不大于0.3mm,外径不大于1mm。
本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明的血管支架具有生物相容性,并可降解;
2.本发明的血管支架内层结构载有去铁胺DFO,能够促进血管内皮生长因子(VEGF)生成,因外层包裹PCL,可使DFO按时缓慢释放,进而促进细胞在再生血管上的生成与攀附;
3.本发明的血管支架中间层结构由PVA冰冻-物理交联生成,及可控制再生血管的壁厚,并可提高再生血管支架的机械和生物性能,增加组织相容性;
4.本发明血管支架外层结构载有庆大霉素GS,通过同轴电纺,外层包裹防护性的PCL,可使GS按时缓慢释放,降低血管支架移入体内后的感染风险;
5.本发明的的血管支架通过静电纺丝复合工艺制备,具有纳米纤维结构的特性,及较大的孔隙率和比表面积,对细胞的粘附创造了良好的条件。
附图说明
图1是本发明实施例一人工载药同轴再生血管支架的结构示意图。
图2是本发明实施例一在载药同轴再生血管支架内层及外层电纺时的成形示意图。
图3是本发明实施例一在载药同轴再生血管支架制备的复合成形工艺原理示意图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明,本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中,参见图1~3,一种复合工艺制备载药同轴再生血管支架的方法,包括如下步骤:
a.将PVA溶解于去离子水中,在磁力搅拌器上水浴加热,并搅拌直至PVA完全溶解,制得质量百分比浓度为5wt.%的PVA溶液35g;
b.将20mg去铁胺DFO溶于10g的在所述步骤a中制备的PVA溶液中,配制成DFO内层同轴电纺芯层溶液;
c.将体积比为1:1的N,N-二甲基甲酰胺DMF和二氯甲烷DCM的混合物作为溶剂,将2g聚己内酯PCL溶解于20ml上述溶剂中,配制成PCL同轴电纺壳层溶液,再平分为两份;
d.将海藻酸钠SA溶解于去离子水中,配制成质量分数为3wt.%的SA溶液10g,然后将在所述步骤a中制备的PVA溶液和SA溶液按质量比为1:1的比例混合,配制成血管支架的中间层溶液;
e.将庆大霉素GS溶解于10g的在所述步骤a中制备的PVA溶液中,配置成质量分数为0.5wt.%的GS外层同轴电纺芯层溶液;
f.如图1~3所示,分别采用在所述步骤b中制备DFO内层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备的一份的PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,其中DFO内层同轴电纺芯层溶液和PCL同轴电纺壳层溶液通过同轴喷头进行纺丝,在圆轴U上依次制备PCL同轴电纺芯层和聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架内层;在制备血管支架内层时,控制圆轴U的旋转速度为300转/分钟,X方向即圆轴U水平轴向往复移动速度为0.5mm/s,控制电纺丝的电压为10KV,使电纺液通过微量泵供料,其中电纺时间为5min,控制微量泵的供料速度为35ul/min,同轴喷头离圆轴U的高度为150mm,圆轴U采用可导电的不锈钢材质,圆轴U的直径为5mm;同轴喷头的内径为0.3mm,外径为1mm;
g.采用浸渍法成形工艺,将在所述步骤f中完成载药再生血管支架内层制备的圆轴取下,并浸渍在所述步骤d中制备的中间层溶液中,静置30分钟,之后将载药再生血管支架内层浸渍附着水凝胶的圆轴取出,并将圆轴两端架空静置,直到圆轴不再有水凝胶液滴滴下为止,然后将圆轴放于-50℃的冰箱中进行冰冻12小时后,取出圆轴,并将圆轴在室温中解冻6小时,再放入冰箱中进行冰冻,如此经历1次冰冻-解冻过程,从而在载药再生血管支架内层的外部得到成形的水凝胶中间层;
h.分别采用在所述步骤e中制备GS外层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备的另一份PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,在圆轴U上依次制备GS外层同轴电纺芯层和另一层聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架外层,从而在水凝胶中间层的外部包裹载药再生血管支架外层,得到成型的载药同轴再生血管支架预制体;在制备载药同轴再生血管支架外层时,圆轴U、微量泵和喷头的参数与在所述步骤f中制备血管支架内层时工艺条件相同,特别之处在于制备载药再生血管支架外层的电纺时间为15min;
i.将在所述步骤h中制备好的载药同轴再生血管支架预制体浸泡在质量分数为3wt.%的氯化钙溶液中30分钟进行化学交联,在完成化学交联后,得到载药同轴再生血管支架,其结构如图1所示,然后将载药同轴再生血管支架冷冻干燥后取出,就得到了载药同轴再生血管支架成品。
在本实施例中,参见图1-3,采用复合工艺制备载药同轴再生血管支架,所示血管支架有三层结构,分别采用不同的成形方法,其中内层为同轴电纺DFO溶液,中间层选用PVA+SA溶液,采用冰冻-解冻物理交联法,最外层为同轴电纺GS溶液。本实施例复合了三种不同的成形方法,模拟了天然血管的三层结构,缩短了血管支架体外培养的时间,由于采用了同轴载药技术,可使血管支架在体内按时缓慢释放,内层的DFO可促进新生血管的生成,中间层可保障血管的壁厚和机械强度,外层的GS可降低组织的感染率,使其在临床上具有广阔的应用前景。
实施例二:
本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,一种复合工艺制备载药同轴再生血管支架的方法,包括如下步骤:
a.将PVA溶解于去离子水中,在磁力搅拌器上水浴加热,并搅拌直至PVA完全溶解,制得质量百分比浓度为3wt.%的PVA溶液35g;
b.将20mg去铁胺DFO溶于在所述步骤a中制备的PVA溶液中,配制成质量百分比为50wt.%的DFO内层同轴电纺芯层溶液;
c.将体积比为1:1的N,N-二甲基甲酰胺DMF和二氯甲烷DCM的混合物作为溶剂,将0.2g聚己内酯PCL溶解于20ml上述溶剂中,配制成PCL同轴电纺壳层溶液,再平分为两份;
d.将海藻酸钠SA溶解于去离子水中,配制成质量分数为1wt.%的SA溶液10g,然后将在所述步骤a中制备的PVA溶液和SA溶液按质量比为0.8:1的比例混合,配制成血管支架的中间层溶液;
e.将庆大霉素GS溶解于10g的在所述步骤a中制备的PVA溶液中,配置成质量分数为0.3wt.%的GS外层同轴电纺芯层溶液;
f.分别采用在所述步骤b中制备DFO内层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备的一份的PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,其中DFO内层同轴电纺芯层溶液和PCL同轴电纺壳层溶液通过同轴喷头进行纺丝,在圆轴U上依次制备PCL同轴电纺芯层和聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架内层;在制备血管支架内层时,控制圆轴U的旋转速度为400转/分钟,X方向即圆轴U水平轴向往复移动速度为0.6mm/s,控制电纺丝的电压为13KV,使电纺液通过微量泵供料,其中电纺时间为3min,控制微量泵的供料速度为60ul/min,同轴喷头离圆轴U的高度为160mm,圆轴U采用可导电的不锈钢材质,圆轴U的直径为9mm;同轴喷头的内径为0.3mm,外径为1mm;
g.采用浸渍法成形工艺,将在所述步骤f中完成载药再生血管支架内层制备的圆轴取下,并浸渍在所述步骤d中制备的中间层溶液中,静置15分钟,之后将载药再生血管支架内层浸渍附着水凝胶的圆轴取出,并将圆轴两端架空静置,直到圆轴不再有水凝胶液滴滴下为止,然后将圆轴放于-40℃的冰箱中进行冰冻10小时后,取出圆轴,并将圆轴在室温中解冻4小时,再放入冰箱中进行冰冻,如此经历3次冰冻-解冻过程,从而在载药再生血管支架内层的外部得到成形的水凝胶中间层;
h.分别采用在所述步骤e中制备GS外层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备的另一份PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,在圆轴U上依次制备GS外层同轴电纺芯层和另一层聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架外层,从而在水凝胶中间层的外部包裹载药再生血管支架外层,得到成型的载药同轴再生血管支架预制体;在制备载药同轴再生血管支架外层时,圆轴U、微量泵和喷头的参数与在所述步骤f中制备血管支架内层时工艺条件相同,特别之处在于制备载药再生血管支架外层的电纺时间为4min;
i.将在所述步骤h中制备好的载药同轴再生血管支架预制体浸泡在质量分数为1wt.%的氯化钙溶液中60分钟进行化学交联,在完成化学交联后,得到载药同轴再生血管支架,然后将载药同轴再生血管支架冷冻干燥后取出,就得到了载药同轴再生血管支架成品。
在本实施例中,采用复合工艺制备载药同轴再生血管支架,所示血管支架有三层结构,分别采用不同的成形方法,其中内层为同轴电纺DFO溶液,中间层选用PVA+SA溶液,采用冰冻-解冻物理交联法,最外层为同轴电纺GS溶液。本实施例复合了三种不同的成形方法,模拟了天然血管的三层结构,缩短了血管支架体外培养的时间,由于采用了同轴载药技术,可使血管支架在体内按时缓慢释放,内层的DFO可促进新生血管的生成,中间层可保障血管的壁厚和机械强度,外层的GS可降低组织的感染率,使其在临床上具有广阔的应用前景。
实施例三:
本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,一种复合工艺制备载药同轴再生血管支架的方法,包括如下步骤:
a.将PVA溶解于去离子水中,在磁力搅拌器上水浴加热,并搅拌直至PVA完全溶解,制得质量百分比浓度为8wt.%的PVA溶液35g;
b.将20mg去铁胺DFO溶于在所述步骤a中制备的PVA溶液中,配制成质量百分比为80wt.%的DFO内层同轴电纺芯层溶液;
c.将体积比为1:1的N,N-二甲基甲酰胺DMF和二氯甲烷DCM的混合物作为溶剂,将2g聚己内酯PCL溶解于20ml上述溶剂中,配制成PCL同轴电纺壳层溶液,再平分为两份;
d.将海藻酸钠SA溶解于去离子水中,配制成质量分数为5wt.%的SA溶液10g,然后将在所述步骤a中制备的PVA溶液和SA溶液按质量比为1.2:1的比例混合,配制成血管支架的中间层溶液;
e.将庆大霉素GS溶解于10g的在所述步骤a中制备的PVA溶液中,配置成质量分数为0.8wt.%的GS外层同轴电纺芯层溶液;
f.分别采用在所述步骤b中制备DFO内层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备的一份的PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,其中DFO内层同轴电纺芯层溶液和PCL同轴电纺壳层溶液通过同轴喷头进行纺丝,在圆轴U上依次制备PCL同轴电纺芯层和聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架内层;在制备血管支架内层时,控制圆轴U的旋转速度为200转/分钟,X方向即圆轴U水平轴向往复移动速度为0.3mm/s,控制电纺丝的电压为13KV,使电纺液通过微量泵供料,其中电纺时间为10min,控制微量泵的供料速度为30ul/min,同轴喷头离圆轴U的高度为140mm,圆轴U采用可导电的不锈钢材质,圆轴U的直径为2mm;同轴喷头的内径为0.3mm,外径为1mm;
g.采用浸渍法成形工艺,将在所述步骤f中完成载药再生血管支架内层制备的圆轴取下,并浸渍在所述步骤d中制备的中间层溶液中,静置60分钟,之后将载药再生血管支架内层浸渍附着水凝胶的圆轴取出,并将圆轴两端架空静置,直到圆轴不再有水凝胶液滴滴下为止,然后将圆轴放于-60℃的冰箱中进行冰冻15小时后,取出圆轴,并将圆轴在室温中解冻8小时,再放入冰箱中进行冰冻,如此经历5次冰冻-解冻过程,从而在载药再生血管支架内层的外部得到成形的水凝胶中间层;
h.分别采用在所述步骤e中制备GS外层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备的另一份PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,在圆轴U上依次制备GS外层同轴电纺芯层和另一层聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架外层,从而在水凝胶中间层的外部包裹载药再生血管支架外层,得到成型的载药同轴再生血管支架预制体;在制备载药同轴再生血管支架外层时,圆轴U、微量泵和喷头的参数与在所述步骤f中制备血管支架内层时工艺条件相同,特别之处在于制备载药再生血管支架外层的电纺时间为20min;
i.将在所述步骤h中制备好的载药同轴再生血管支架预制体浸泡在质量分数为1wt.%的氯化钙溶液中15分钟进行化学交联,在完成化学交联后,得到载药同轴再生血管支架,然后将载药同轴再生血管支架冷冻干燥后取出,就得到了载药同轴再生血管支架成品。
在本实施例中,采用复合工艺制备载药同轴再生血管支架,所示血管支架有三层结构,分别采用不同的成形方法,其中内层为同轴电纺DFO溶液,中间层选用PVA+SA溶液,采用冰冻-解冻物理交联法,最外层为同轴电纺GS溶液。本实施例复合了三种不同的成形方法,模拟了天然血管的三层结构,缩短了血管支架体外培养的时间,由于采用了同轴载药技术,可使血管支架在体内按时缓慢释放,内层的DFO可促进新生血管的生成,中间层可保障血管的壁厚和机械强度,外层的GS可降低组织的感染率,使其在临床上具有广阔的应用前景。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明,但本发明不限于上述实施例,还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化,凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化,均应为等效的置换方式,只要符合本发明的发明目的,只要不背离本发明人工载药同轴再生血管支架及其复合工艺制备方法的技术原理和发明构思,都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种人工载药同轴再生血管支架,其特征在于:从载药同轴再生血管支架内部到外部,依次由同轴的内层、水凝胶中间层和外层紧密结合而成,模拟天然血管的三层结构,其中所述内层依次由去铁胺DFO复合芯层和第一聚己内酯PCL壳层紧密结合而成,形成第一聚己内酯PCL壳层包裹去铁胺DFO复合芯层的层状复合内层结构,所述去铁胺DFO复合芯层由去铁胺DFO和PVA的复合材料制成,所述去铁胺DFO复合芯层直接朝向载药同轴再生血管的内腔设置,所述水凝胶中间层由海藻酸钠SA和PVA的复合材料制成,所述外层依次由庆大霉素GS复合芯层和第二聚己内酯PCL壳层紧密结合而成,形成第二聚己内酯PCL壳层包裹庆大霉素GS复合芯层的层状复合外层结构,所述庆大霉素GS复合芯层由庆大霉素GS和PVA的复合材料制成,第一聚己内酯PCL壳层和所述庆大霉素GS复合芯层分别与水凝胶中间层的两侧紧密结合,所述第二聚己内酯PCL壳层直接朝向载药同轴再生血管的外部设置。
2.根据权利要求1所述人工载药同轴再生血管支架,其特征在于:所述去铁胺DFO复合芯层的去铁胺DFO和PVA的复合材料的组分质量配比为(15-64):1000;所述庆大霉素GS复合芯层的庆大霉素GS和PVA的复合材料的组分质量配比为(3-8):1000。
3.根据权利要求1或2所述人工载药同轴再生血管支架,其特征在于:所述水凝胶中间层的海藻酸钠SA和PVA的复合材料的组分质量配比为(2.4-9.6):(1-5)。
4.根据权利要求1或2所述人工载药同轴再生血管支架,其特征在于:所述第一聚己内酯PCL壳层或第二聚己内酯PCL壳层由聚己内酯PCL和基体材料共混制成,所述基体材料由N,N-二甲基甲酰胺DMF和二氯甲烷DCM混合制成;其中N,N-二甲基甲酰胺DMF和二氯甲烷DCM的体积比为1:1,聚己内酯PCL与基体材料的质量体积比为(1-10)g:100ml。
5.根据权利要求1或2所述人工载药同轴再生血管支架,其特征在于:通过调整水凝胶中间层的厚度来控制人工载药同轴再生血管支架的整体壁厚。
6.一种复合工艺制备载药同轴再生血管支架的方法,其特征在于,包括如下步骤:
a.将PVA溶解于去离子水中,在磁力搅拌器上水浴加热,并搅拌直至PVA完全溶解,制得质量百分比浓度为3-8wt.%的PVA溶液;
b.将去铁胺DFO溶于在所述步骤a中制备的PVA溶液,配制成质量百分比为50-80wt.%的DFO内层同轴电纺芯层溶液;
c.将体积比为1:1的N,N-二甲基甲酰胺DMF和二氯甲烷DCM的混合物作为溶剂,将聚己内酯PCL溶解于溶剂中,配制成聚己内酯PCL与溶剂的质量体积比为(1-10)g:100ml的PCL同轴电纺壳层溶液;
d.将海藻酸钠SA溶解于去离子水中,配制成质量分数为1-5wt.%的SA溶液,然后将在所述步骤a中制备的PVA溶液和SA溶液按质量比为(0.8-1.2):1的比例混合,配制成血管支架的中间层溶液;
e.将庆大霉素GS溶解于在所述步骤a中制备的PVA溶液中,配置成质量分数为0.3-0.8wt.%的GS外层同轴电纺芯层溶液;
f.分别采用在所述步骤b中制备DFO内层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,在圆轴(U)上依次制备PCL同轴电纺芯层和聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架内层;
g.采用浸渍法成形工艺,将在所述步骤f中完成载药再生血管支架内层制备的圆轴取下,并浸渍在所述步骤d中制备的中间层溶液中,静置15~60分钟,之后将载药再生血管支架内层浸渍附着水凝胶的圆轴取出,并将圆轴两端架空静置,直到圆轴不再有水凝胶液滴滴下为止,然后将圆轴放于-40~-60℃的冰箱中进行冰冻10-15小时后,取出圆轴,并将圆轴在室温中解冻4-8小时,再放入冰箱中进行冰冻,如此经历1-5次冰冻-解冻过程,从而在载药再生血管支架内层的外部得到成形的水凝胶中间层;
h.分别采用在所述步骤e中制备GS外层同轴电纺芯层溶液和在所述步骤c中制备PCL同轴电纺壳层溶液,并采用同轴电纺成形工艺,在圆轴(U)上依次制备GS外层同轴电纺芯层和聚己内酯PCL壳层,制得载药再生血管支架外层,从而在水凝胶中间层的外部包裹载药再生血管支架外层,得到成型的载药同轴再生血管支架预制体;
i.将在所述步骤h中制备好的载药同轴再生血管支架预制体浸泡在质量分数为1-5wt.%的氯化钙溶液中15~60分钟进行化学交联,在完成化学交联后,得到载药同轴再生血管支架,然后将载药同轴再生血管支架冷冻干燥后取出,就得到了载药同轴再生血管支架成品。
7.根据权利要求6所述复合工艺制备载药同轴再生血管支架的方法,其特征在于:在所述步骤f和步骤h中制备血管支架内外层时,控制圆轴(U)的旋转速度为200-400转/分钟,X方向即圆轴(U)水平轴向往复移动速度为0.3-0.6mm/s,控制电纺丝的电压为10-13KV,使电纺液通过微量泵供料;其中在所述步骤f中的电纺时间为3-10min,在所述步骤h中的电纺时间为4-20min,通过控制电纺丝时间来调整电纺膜的厚度,从而调整载药再生血管支架内层或外层的厚度。
8.根据权利要求6所述复合工艺制备载药同轴再生血管支架的方法,其特征在于:在所述步骤g中制备血管支架中间层时,冰冻-解冻的次数由所要求的再生血管壁厚来决定,通过控制冰冻-解冻的次数来调通所制备的水凝胶中间层的厚度,进而调控人工载药同轴再生血管支架的整体壁厚。
9.根据权利要求6~8中任意一项所述复合工艺制备载药同轴再生血管支架的方法,其特征在于:在所述步骤f和步骤h中制备血管支架内外层时,控制微量泵的供料速度为30-60ul/min,同轴喷头离圆轴(U)高度为140-160mm。
10.根据权利要求6~8中任意一项所述复合工艺制备载药同轴再生血管支架的方法,其特征在于:在所述步骤f和步骤h中制备血管支架内外层时,圆轴(U)采用可导电的不锈钢材质,圆轴(U)的直径为2-9mm;同轴喷头的内径不大于0.3mm,外径不大于1mm。
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