生物医用纺织品——人造血管
人造血管简介
人造血管简介
目录
•1拼音
•2英文参考
•3人造血管的材料
•4人造血管的应用
1拼音
rén zào xuè guǎn
2英文参考
Artificial bloodvessel
人造血管即人工制造的血管。
3人造血管的材料
人造血管可采用的主要材料有：涤纶、聚四氟乙烯、聚丙烯、硅橡胶等。
4人造血管的应用
人造血管能代替的主要功能是输送血液。
现主要用于置换中、大动脉，作用是以人造血管来连接血管的两断端，使血液循环得以恢复。
如何防止血栓形成是植入人造血管的关键问题。
目前的人造血管大都是采用聚酯纤维或聚四氟乙烯纤维编织成的具有一定孔隙的皱状管子，把它植入体内，可形成一层假内膜，不再引起凝血和栓塞，较好地解决了防止血栓形成的问题。
新近出现的一种用能被机体吸收的材料与不吸收的材料交叉编织，或在大孔隙织物上涂覆可吸收材料（如骨胶原纤维）的人造血管，它便于假内膜加速生长，效果更好。
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生物医用纺织品的发展与应用概述
生物医用纺织品的发展与应用概述作者：王欣苗来源：《科学与财富》2015年第35期摘要：本文简要论述了生物医用纺织品的发展与应用，主要介绍生物医用纺织品的定义、分类，重点阐述了生物医用纺织品中人造血管的发展历程、几种特殊的人造血管、人造血管的织造方法以及技术进展、其性能要求和表征指标和人造血管采用的材料及其加工方法。
关键词：生物医用纺织品；发展；应用；人造血管生物医用纺织品是在医疗卫生领域、保健领域、生物医学领域所用纺织品的总称，也是纺织材料的重要应用领域之一，它具有高度的安全性、舒适性、多种功能集于一体以及绿色环保等多种优良特性。
生物医用纺织品是纺织技术与生物医学学科高度结合而形成的新领域，是产业用纺织品中具有最高的创新性和科技含量的品种之一。
它也是集纺织与材料科学、生物化学、化学高分子科学、医学等学科于一身的高科技产品。
在人民生活水平逐渐提高的今天，要求有满足多种性能的纺织品应用于医学领域，更好的服务于人类。
1 生物医用纺织品的性能要求1.1 不直接接触类由于此类生物医用纺织品不直接与生物体接触，因此该医用纺织品在性能上除了要满足医用纺织品普遍具有的性能外，还要求该纺织品能够经受各种消毒处理和清洗处理，达到所要求的卫生条件。
1.2 直接接触类这类生物医用纺织品会与生物体发生直接接触，因此要求其具有以下性能：（1）首先要做到无毒、无菌，不会变质；（2）其次要求该类纺织品不会与生物组织发生反应，没有致敏性、致癌性和致畸形性；（3）且要求该纺织品与生物体液，生物血液接触时不会破坏体液和血液的成分和生理功能。
1.3 进入生物体内类这一类生物医用纺织品对于材料本身的性能要求是最严格的，它必须要具备的性能如下：（1）生物相容性。
通常进入生物体内的医用材料与生物机体或者生物自身的血液、体液相接触时，会发生两种不相容性：一种是生物体对材料做出的反应，称为“宿主反应”，另一种是对生物体生理环境的适应性，称为“材料反应”，包括生理的腐蚀、吸收、降解、变形、失效等。
生物医用纺织人造血管的研究进展
生物医用纺织人造血管的研究进展随着生物医学工程的不断发展，生物医用纺织人造血管的研究日益受到。
本文将探讨生物医用纺织人造血管的研究进展，包括研究现状、研究方法、研究成果、不足与展望以及结论。
生物医用纺织人造血管是一种由生物相容性材料制成的血管替代品，可用于治疗血管疾病和修复受损血管。
目前，研究者们已经取得了一定的研究成果，但仍存在许多未解决的问题。
例如，生物医用纺织人造血管的长期疗效和安全性仍需进一步验证，同时其制备工艺和性能优化也需要得到进一步提高。
生物医用纺织人造血管的研究方法主要包括实验设计和数据收集、理论分析和综合评价等。
在实验设计方面，研究者们需要选择合适的动物模型和手术方法，以模拟人体环境下的血流动力学条件，同时对动物的生理指标进行监测和记录。
在数据收集方面，研究者们需要对实验数据进行系统地整理和分析，以便获得更准确的实验结果。
在理论分析方面，研究者们需要运用生物力学、材料学等相关学科的理论知识，对生物医用纺织人造血管的结构和性能进行深入研究。
目前，生物医用纺织人造血管领域已经取得了一定的研究成果。
例如，某研究团队成功研发出一种新型的生物医用纺织人造血管，该血管由生物相容性良好的聚合物材料制成，具有优异的柔韧性和抗拉伸强度，且内壁光滑可减少血液阻力。
该血管还具有较好的耐久性和抗凝血性能，已在临床上得到广泛应用并取得了良好的疗效。
尽管生物医用纺织人造血管的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些不足之处。
生物医用纺织人造血管的长期疗效和安全性仍需进一步验证。
尽管已经有一些产品在临床上得到应用并取得了良好的疗效，但长期来看，这些产品的稳定性和安全性仍需进一步观察和研究。
生物医用纺织人造血管的制备工艺和性能优化还有待提高，以满足临床上的多样化需求。
对于一些复杂的血管疾病，现有的生物医用纺织人造血管可能无法完全满足治疗需求，因此需要研发更加先进的制备技术和新型材料，以进一步提高人造血管的性能和适应性。
生物医用纺织品
基布前整理 →复合→烘干→剥离→打卷
防水性、阻隔细菌粒子性能好，可重复使用 但透湿性能差
涂 层 机
涂层防护服
14
闪蒸法加工技术
目前仍属美国杜邦公司专利
闪蒸法一次成 型滤材防护服
高聚物溶解→制成纺丝液→喷丝→丝条固化 →牵伸→凝聚成网→热轧加固→闪蒸法非织 造布
科技含量最高 市场前景最为广阔
创新性最强
3
％
70
60
50
40
30产量20100 机织 非织造 针织
其中约有70%为用弃产品, 30% 为重复使用产品。
4
生物医用纺织品
卫生用品类 医用防护类 医用敷料类 外科移植类 仿器类
尿布
卫生巾
成人失禁 垫
口罩 手套 手术衣 手术罩 隔离单 防护服
纱布 棉绒 衬垫 创口贴 绷带 固定支架
手术缝合线
人造皮肤
人造血管 人造气管 人造骨骼 人工关节 人工心脏瓣膜
人工肝 人工肺 人工肾 人工心脏
5
纱布、手套等
口罩、手术服等
固腰带
人造心脏瓣膜
人造心脏织物内部结构
人造心脏
6
2 生物医用纺织品的开发现状
2.1 纸尿裤
传统棉尿布
优点：透气性好，柔软，价格较低， 可重复使用。 缺点：需频繁更换，洗涤、晾晒麻烦， 多次使用表面毛糙，易引发尿布疹。
9
优点
缺点
干净卫生 表面干爽 吸收强 渗透快 穿着方便
抗菌性差 异味大
长时间使用 易得尿布疹 一次性产品 处理麻烦
10
2.2 防护服
要求： 良好的过滤阻隔性 抗粒子穿透性 抗静水压 屏蔽性 抗撕裂、抗磨损 拒污 不起绒 无毒 舒适
人造血管的发展
目录1.人造血管介绍 (2)1.1人造血管的性质 (2)1.2.不同纺织基的人造血管 (2)1.2.1.机织 (2)1.2.2.针织 (3)1.2.3.非织造 (3)1.2.4.纺织结构与人造血管的关系 (3)1.3.人造血管的后整理 (3)1.3.1致密化 (3)1.3.2波纹化 (4)1.3.3清洗 (4)1.3.4涂层 (4)1.3.5加固 (4)2.人造血管顺应性介绍 (4)2.1.顺应性的表征 (4)2.2.顺应性的测试方法和测试仪器 (5)2.2.1高洁，丁辛等 (5)2.2.2.祝国成，杨红军等 (6)2.2.3.邹菲，王璐 (6)2.2.4.国外的顺应性测试 (7)2.3.人造血管顺应性的改善 (7)随着人们生活水平的提高，血管类疾病日益增多，给人们的生命安全和生活质量带来很大负面影响，而解决这一问题的重要途径就是血管的替换和移植，因此人造血管的研制开发就显得十分重要。
理想的人造血管应具备诸多性能，其中，良好的顺应性是很重要的方面。
下面，将对人造血管及其顺应性进行介绍。
1.人造血管介绍1.1人造血管的性质人造血管需要考虑的性质主要有：渗透性和孔隙率，强度（径向拉伸强度、纵向拉伸强度、顶破强度、重复针刺后强度），几何特征（壁厚、松弛内径），人造血管对内部应力的形变响应性（承压内径、弯折半径、纵向和径向顺应性）。
渗透性和空隙率。
纺织人造血管，尤其是针织类，对血液具有渗透性，可以在手术前使用病人的血液进行预凝，改善其渗透性。
近年来也有研究用人工蛋白和胶原涂层的方法对血管进行处理，但是在术中缝合和体内使用中，难免有涂层的脱落，造成局部的血液渗透。
孔隙率和孔径大小，直接影响人体组织向人造血管的长入。
空隙率越大、孔径越大，组织越容易长入，但同时，也有渗透性加大的危险。
强度。
人造血管移植到人体内，我们期望其寿命达到或者超过受体的预期寿命。
血管在人体内要受到各种物理化学作用，包括缝合线对血管的拉伸力，收缩压和舒张压所致的周期性脉动压力，血管内部的血液和外部的组织液的酸碱环境、酶作用、免疫细胞作用等，因此要对人造血管的强度进行考察。
蚕丝基小口径人工血管研究进展
研究与技术丝绸ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＩＬＫ蚕丝基小口径人工血管研究进展Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｓｉｌｋ￣ｂａｓｅｄｓｍａｌｌ￣ｃａｌｉｂｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓ曾㊀姚１ꎬ吕金凤１ꎬ王介平１ꎬ刘㊀彬２ꎬ周㊀婵１(１.重庆市畜牧科学院蚕业研究所ꎬ重庆４０２４６０ꎻ２.西南大学生命科学学院ꎬ重庆４００７１５)摘要:心血管疾病居全球死亡率首位ꎬ其中冠状动脉和周边堵塞性血管疾病威胁巨大ꎮ为了降低该疾病对人类生命的严重威胁ꎬ小口径人工血管移植术(搭桥)是较为普遍的治疗手段ꎬ但目前常用的制备方法和材料存在长期通畅率低㊁易形成血栓和难以在体内促进血管内皮化等问题ꎮ桑蚕丝因具备良好的力学性能㊁生物相容性及可控的生物降解性而被广泛用于小口径人工血管ꎮ本文综述了蚕丝基小口径人工血管在动物体内的应用ꎬ总结了以蚕丝基为材料制备小口径血管的优势ꎬ分析了存在的缺陷和改进方向ꎬ以期为蚕丝基小口径人工血管的研究发展提供参考ꎮ关键词:蚕丝ꎻ丝素蛋白ꎻ心血管疾病ꎻ小口径人工血管ꎻ抗血栓ꎻ内皮化中图分类号:ＴＳ１０１.４㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１００１７００３(２０２４)０１００３８０８ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１￣７００３.２０２４.０１.００５收稿日期:２０２３０５１０ꎻ修回日期:２０２３１２０５基金项目:重庆市科研院所绩效激励引导专项项目(２２５３１Ｊꎬ２２５２９Ｊꎬｃｓｔｃ２０２２ｊｘｊｌ０２５９)ꎻ重庆荣昌农牧高新技术产业研发专项项目(２２５４１Ｃ￣２２)ꎻ重庆市现代山地特色效益农业(蚕桑)技术体系多元化发展研究室项目(１８３０４)作者简介:曾姚(１９９５)ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为蚕桑资源综合利用和蚕丝生物医学材料研发ꎮ通信作者:周婵ꎬ副研究员ꎬｃｈａｎｚｈｏｕｍ＠１６３.ｃｏｍꎮ㊀㊀心血管疾病(ＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＤｉｓｅａｓｅꎬＣＶＤ)是一类由心脏和血管异常引起的疾病ꎬ包括心肌梗塞㊁心力衰竭㊁心律异常㊁主动脉瘤㊁外周动脉疾病㊁血管栓塞性疾病和静脉血栓等[１]ꎬ它具有高患病率㊁高致残率和高死亡率的特点ꎬ约占全世界死亡人数的１/３[２]ꎮ引发该类疾病的因素包括过度饮酒㊁吸烟㊁肥胖㊁高胆固醇及高血糖等[３￣５]ꎬ这表明衰老并不是心血管疾病的唯一诱因[６]ꎮ并且统计结果显示ꎬ预计２０３０年全球心血管病死亡人数将上升至２３４０万人[７]ꎮ因此ꎬ寻找合适的预防和治疗手段来应对心血管疾病迫在眉睫ꎮ心血管疾病治疗方式广泛ꎬ当血管堵塞程度较轻时ꎬ药物治疗和保持良好生活方式是最佳的治疗方案ꎮ他汀类药物的降脂疗效常被用于心血管疾病的防治[８]ꎮ支架植入是将球囊导管扩张或金属支架置入冠状动脉病变处ꎬ以膨胀的方式支撑血管壁ꎬ从而使狭窄㊁闭塞的血管扩张保持血流通畅ꎬ它是处理急性血管闭塞最有效的手段[９]ꎮ旁路移植是取自体动静脉或人工血管移植物ꎬ绕过动脉闭塞部位ꎬ连接阻塞部位的上下端ꎬ从而直接建立一条新的血流通路的方法ꎬ目前包括大隐静脉㊁乳内动脉和桡动脉等在内的动静脉移植物仍然是血管重建的 金标准 [１０]ꎮ但是ꎬ自体移植会对患者造成二次伤害ꎬ并且血管的来源有限ꎬ因此人工血管移植治疗是目前心血管疾病最有希望的疗法ꎮ研究表明ꎬ涤纶[１１]㊁聚四氟乙烯[１２]和聚氨酯[１３]等材料被广泛应用于大口径血管(内径ȡ６ｍｍ)移植手术ꎬ但是它们在小口径人工血管(内径<６ｍｍ)的应用上存在较大的局限ꎮ如小口径的涤纶管状织物会与血液形成纤维 血栓复合体从而引发血管阻塞ꎬ最终导致机体死亡[１４]ꎬ使用组织纤溶酶原选择性经导管溶栓启动激活剂([ｔＰＡ]阿替普酶)对血栓溶解后进行移植[１５]ꎬ可大幅度提高血管通畅率ꎮ聚四氟乙烯制备的狗静脉移植物在植入动物体内后ꎬ狗的存活率只有３６％ꎬ死亡原因主要是血管栓塞[１６]ꎮ聚氨酯移植物用于Ｓｐｒａｇｕｅ￣Ｄａｗｌｅｙ(ＳＤ)大鼠的肾下主动脉移植手术ꎬ在植入后存在易形成血栓㊁长期顺应性不强等问题[１７]ꎮ涤纶㊁聚四氟乙烯和聚氨酯等材料用于小口径血管移植ꎬ如何保持其长期通畅性一直是外科手术的难题ꎮ同时ꎬ这些材料制备的血管难以在体内促进血管内皮化ꎬ从而导致移植效果不佳ꎮ近年来的研究结果显示ꎬ桑蚕丝具有良好的生物相容性㊁机械性能㊁可降解性和促进细胞黏附等特性而被广泛应用于生物医学工程领域[１８￣１９]ꎬ并且它在小口径血管移植手术方面也显示出独特的修复作用[２０]ꎮ基于此ꎬ本文综述了蚕丝基人工小口径血管的应用现状及其性能优势ꎬ同时也讨论了存在的问题和未来发展ꎬ以期为改进小口径血管研究及转化提供参考ꎮ８３第６１卷㊀第１期蚕丝基小口径人工血管研究进展１㊀蚕丝性能及生物医学应用蚕丝是一种天然蛋白质纤维ꎬ由家蚕五龄幼虫分泌ꎬ包含丝胶蛋白和丝素蛋白ꎮ丝蛋白具有重复性一级结构ꎬ包括无规卷曲㊁α￣螺旋㊁β￣转角和β￣折叠等在内的二级结构和晶体网格结构ꎬ这些多级结构是影响力学性能的关键[２１]ꎮ蚕丝具有吸湿性被用于伤口缝合[２２]ꎬ同时它还具有良好的生物相容性㊁可调控的降解性和优秀的机械性能而被广泛用于骨㊁软骨㊁韧带㊁肌腱和骨骼肌等运动系统中[２３]ꎮ研究结果表明ꎬ家蚕丝纤维具有良好的机械性能(拉伸强度４.３~５.２ｇ/ｄｅｎꎬ拉伸模量８４~１２１ｇ/ｄｅｎꎬ断裂应变１０％~２３.４％)[２４]常被用作组织工程材料ꎮ因此ꎬ蚕丝是一种极具潜力的生物医用材料ꎮ２㊀蚕丝基小口径人工血管的应用与优势蚕丝是一种来源丰富㊁性质优良的天然蛋白质纤维ꎬ它被广泛用于制备生物医用材料ꎬ人工血管是其中之一ꎮ以蚕丝为原料制备人工血管ꎬ具有制备方式多样㊁生物相容性良好㊁抗血栓形成和促进血管内皮化等优势ꎮ２.１㊀制备方式多样人工血管的制备需具备快捷㊁方便㊁批量生产㊁合理的制造成本ꎬ以及制备出的血管要接近天然血管性能等特点[２５]ꎮ具备一定降解率的蚕丝基组织工程材料能够为细胞生长和组织形成提供良好的环境[２６]ꎮ研究表明ꎬ蚕丝具有可控的降解性ꎬ通过控制溶解㊁水解条件等方法来改变制备的组织工程移植体的降解速率ꎬ其降解产物可以促进内皮细胞增殖[２７]ꎮ因此ꎬ可使用蚕丝通过凝胶纺丝㊁编织和浸渍㊁双拉舍尔针织㊁静电纺丝㊁冷冻干燥和塑模及３Ｄ打印等方式制备小口径人工血管ꎬ如表１所示ꎮ利用蚕丝或蚕茧制备血管移植体时ꎬ首先需要将其进行脱胶和溶解ꎬ该过程通常使用０.０２~０.０５Ｍ的碳酸钠和９.３Ｍ的溴化锂来实现ꎮ表１㊀蚕丝基血管移植体的制备方法Ｔａｂ.１㊀Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｖａｓｃｕｌａｒｇｒａｆｔｂａｓｅｄｏｎｓｉｌｋ丝胶处理得到丝素纤维ꎬ将丝素溶于９.３Ｍ溴化锂ꎬ再经过透析㊁浓缩得到２５％~３５％的丝素水溶液ꎬ所得溶液通过２７或３０号针排出并缠绕在旋转的芯轴上得到管状物ꎬ该管状物需进行冷冻干燥和甲醇处理后用于移植[２８]ꎮ编织和浸渍获得的血管移植物通常也需要碳酸钠或马赛皂进行脱丝胶处理ꎬ随后在编织机上借助聚氯乙烯棒编织丝素纤维以形成管状物ꎬ同时将丝素管浸入丝素蛋白水溶液ꎬ最后浸入５０％乙醇使涂覆的丝素蛋白不溶[２９]ꎮ以生丝为原料ꎬ使用双拉舍尔针织机制备蚕丝管后经过脱丝胶处理ꎬ然后用含有聚乙二醇二缩水甘油醚的丝素蛋白水溶液涂覆丝管ꎬ冷冻干燥得到血管移植体[３０]ꎮ生丝脱丝胶得到丝素纤维ꎬ将其溶解㊁透析和浇铸获得丝素膜ꎬ再将丝素膜溶于甲酸混匀获得纺丝液ꎬ将其注入注射泵输送至喷丝头ꎬ喷丝头在电压差的作用下产生纤维被圆柱形旋转收集器收集ꎬ形成管状移植物ꎬ再将管状物浸入乙醇ꎬ最后真空干燥[３１]ꎮ为了避免有机溶剂在制备生物医用材料过程中的大量使用ꎬＺｈｏｕ等[３２]的研究结果表明ꎬ水可以作为一种优良溶剂用于静电纺丝制备人工血管ꎬ并且使用水作溶剂可以获得连续纤维ꎬ同时可以将水溶性生物活性分子混合赋予移植物基本功能ꎮＣｈａｎ等[３３]对比了水纺制和六氟异丙醇纺制的移植体ꎬ结果显示水纺制的移植物从３周到６周的新生内膜面积急剧增加ꎬ然后达到稳定水平ꎮ相比之下ꎬ六氟异丙醇纺制的移植体从３周逐渐增加到２４周ꎬ比水纺制具有更长的稳定周期ꎬ并且在移植时细胞的渗透速度显著高于水纺制ꎬ这得益于六氟异丙醇纺制比水纺制具有更高的孔隙率(４５.１％ʃ１.２％ｖｓ２３.３％ʃ１.７％)ꎮ虽然静电纺丝技术被广泛用于制备人工血管ꎬ但是在静电纺丝和纺织层之间实现强黏合可能是一个挑战ꎬ因为沉积静电纺丝纤维的纺织品表面不是均匀平坦的ꎬ而是存在微观的粗糙或凹陷的部位ꎬ这阻止了两个表面之间的连续接触[３４]ꎮ用Ｎａ２ＣＯ３溶液进行脱丝胶获得丝素纤维ꎬ再将丝素纤维溶于溴化锂ꎬ透析获得丝素蛋白水溶液ꎮ将水溶性有机溶剂加入丝素蛋白水溶液ꎬ混合后注入模具ꎬ在低温(－２０ħꎬ－７０ħꎬ－１９６ħ)下进行冷冻和干燥处理ꎬ浸入甲醇诱导丝素蛋白结晶ꎬ最终形成管状移植体[３５]ꎮ与其他工艺获得的丝素管相比ꎬ冻干管增加了孔隙率ꎬ有助于细胞向管内迁移[２８]ꎬ但有研究发现ꎬ经过冷冻干燥９３Ｖｏｌ.６１㊀Ｎｏ.１Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｓｉｌｋ￣ｂａｓｅｄｓｍａｌｌ￣ｃａｌｉｂｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓ制备的血管支架在力学性能上难以达到预期目标[３２]ꎮＫｉｍ等[２６]利用甲基丙烯酸缩水甘油酯化学改性丝素蛋白能够制备出有效的数字光处理３Ｄ生物打印墨水ꎬ该墨水能够根据设计的ＣＡＤ图像打印出血管ꎬ但是通过打印的方法制备组织工程材料需要克服生物相容性和结构稳定性等问题ꎬ并且丝素蛋白没有合适的光固化位点ꎮＣｈｅｎｇ等[３６]将猪颈动脉脱细胞后所得细胞外基质作为支架制备的组织工程血管移植体显示出巨大的潜力ꎬ这提示蚕丝基或可用于脱细胞组织工程制备血管移植体ꎮ人工血管表面孔隙率是诱导血小板聚集的重要因素ꎬ冷冻干燥丝素管表面粗糙并具有高孔隙率能够有助于细胞生长迁移ꎬ在冻干管中制备过程中加入肝素能够抑制平滑肌细胞的增殖ꎬ同时能促进新血管形成ꎬ这与高孔隙率和温和的制造工艺(如使用乙醇作为制备溶剂)密不可分[３５]ꎮ综上ꎬ不同制备工艺对于人造血管的孔径㊁力学性能㊁细胞迁移速率㊁细胞附着率等影响较大ꎬ如调节静电纺丝参数(溶剂㊁纺丝液浓度和流速等)以增加丝血管移植物的纤维和孔径可增强宿主的体内重塑[３３]ꎮ增加静电纺丝制备丝素管过程中甲醇的处理时间ꎬ材料结晶度增加ꎬ这对丝素血管移植体的生物降解速率产生了显著的影响[３７]ꎮ调节凝胶纺丝过程中丝素蛋白溶液的浓度可以提高丝素管的孔隙率ꎬ这有利于细胞的进入和移植体的降解[３８]ꎮ以蚕丝基为原料利用不同的制备方法生产的血管移植体具有多种尺寸和孔径可以更好地满足外科手术ꎬ这得益于蚕丝独特的生物可控降解性ꎬ但是在方法的选择上要综合考虑是否能够保持良好的力学性能及良好的生物相容性(如静电纺丝)ꎮ选择六氟异丙醇和乙醇作为溶剂能够有效地控制丝纤维的厚度和孔隙率ꎬ这对移植后血管重塑具有深远的影响ꎮ２.２㊀生物相容性良好具备良好的细胞相容性通常是血管移植体在进行植入手术前的基本要求ꎮ以蚕丝基为基础的小口径血管移植体在与人冠状动脉平滑肌细胞㊁人主动脉内皮细胞㊁人脐静脉内皮细胞㊁平滑肌细胞㊁小鼠成纤维细胞㊁ＮＩＨ３Ｔ３细胞和人脐动脉平滑肌细胞等[３９￣４３]进行共培养时显示出极佳的细胞相容性ꎮ静电纺丝制备的丝素血管移植体有利于细胞黏附㊁存活和生长ꎬ在将成年人冠状动脉内皮细胞㊁人主动脉平滑肌细胞和人主动脉不定纤维细胞接种至移植体后３ｈ检测到每种细胞类型的黏附率为６１％ʃ５％ꎬ三种细胞类型显示出活跃的新陈代谢(葡萄糖和谷氨酰胺的消耗ꎬ乳酸的释放)和长达２０ｄ的增殖时间[３４]ꎮＳｈａｙａｎ等[４４]利用静电纺丝技术将薄层镍钛诺和丝素蛋白组合以制备复合移植物ꎬ当移植物与平滑肌细胞和内皮细胞共培养４８ｈ后细胞以梭形形态扩散ꎬ并稳定地附着在移植体上ꎬ并且附着的内皮细胞数量及其在移植体上扩散形态均优于涤纶和膨体聚四氟乙烯ꎮＭａｒｃｏｌｉｎ等[１８]的研究结果表明ꎬ涂覆明胶的丝素蛋白管状移植体与Ｌ９２９小鼠成纤维细胞系共培养２４ｈ后细胞就已经扩散变平ꎬ经过７ｄ的培养细胞密度变大ꎬ与脐静脉内皮细胞共培养３ｄ和７ｄ后细胞黏附及生存状态良好[４５]ꎮＬｉｕ等[４０]通过与氯磺酸反应制备了硫酸化丝素蛋白ꎬ并用硫酸化丝素蛋白海绵修饰了针织丝素蛋白支架ꎬ提高了血管移植体的血液相容性ꎮ研究表明ꎬ丝素蛋白管上接种ＮＩＨ３Ｔ３细胞２４ｈ后ꎬ细胞黏附到管上ꎬ细胞活力随着培养时间的增加呈线性增加ꎬ并且时间越长细胞更加扁平和扩展[３７]ꎮＭａ等[４３]将ＮＩＨ３Ｔ３细胞与丝素蛋白纳米纤维㊁低聚原花青素纳米纤维和聚氨酯纳米纤维共培养７ｄ后检测细胞生长状况ꎬ除了聚氨酯纳米纤维表现出很低的细胞生长数ꎬ另外两者共培养后的细胞数呈对数级增长ꎬ均显示出良好的细胞相容性ꎮ即使是在动态培养的条件下ꎬ将血管细胞(人冠状动脉平滑肌细胞和人主动脉内皮细胞)接种到模拟血管结构的管状电纺丝素蛋白支架上ꎬ细胞也能在支架上增殖和排列ꎬ细胞有效分配营养和氧气方面动态流动也优于静态培养[３９]ꎮ同时ꎬ人冠状动脉平滑肌细胞与静电纺丝丝素蛋白支架共培养３６ｄ后ꎬ细胞生长状态仍良好[４２]ꎮ有研究显示ꎬ在移植体中掺入胶原蛋白可以进一步促进细胞生长和增殖ꎬ提高生物相容性ꎬ但是过量的胶原蛋白则会导致移植体机械性能降低[３２]ꎮ这些结果表明ꎬ以蚕丝基为基础制备的血管移植体具有良好的细胞相容性ꎬ细胞与支架共培养后生长状况良好ꎬ并且能够在材料上定植生长ꎬ共培养结果显示出蚕丝基血管支架具有使细胞短期高效定植的特点ꎬ这些特性有利于移植后血管内皮化的进程ꎬ但是也要预防在这个过程中细胞发生过度增殖的现象ꎮ２.３㊀抗血栓形成在血管移植手术后ꎬ移植物中形成血栓易引起血管堵塞ꎬ这对于手术的成功是极大的阻碍因素ꎬ也极易造成死亡[１４]ꎮ从制备材料上着手降低血栓形成的风险对于血管置换手术至关重要ꎮＬｏｖｅｔｔ等[２８]将蚕丝和聚四氟乙烯这两种血管移植材料制备的管状物与天然大鼠腹主动脉力学性能相比ꎬ聚四氟乙烯(弹性模量(９１８ʃ５２.９)ＭＰａꎬ极限抗拉强度(４３.４ʃ４.６)ＭＰａ)相较于蚕丝(弹性模量(２.２０ʃ０.９０)ＭＰａꎬ极限抗拉强度(０.２７３ʃ０.１１)ＭＰａ)显示出更好的强度ꎬ将其用于治疗血流量较高且阻力低的大直径血管移植是有益的ꎬ但是蚕丝更能与小直径的大鼠主动脉(弹性模量(２.４４ʃ０.７６)ＭＰａꎬ极限抗拉强度(０.５１９ʃ０.１１)ＭＰａ)的机械性能匹配ꎬ从而降低血栓形成的可能性ꎮ结合编织和静电纺丝技术ꎬ以丝素为原料制备出包括内部和外部静电纺丝层和中间纺织层的仿生血管移植体具有良好的血液相容性ꎬ在体内试验期间未观察到血０４第６１卷㊀第１期蚕丝基小口径人工血管研究进展栓形成[３４]ꎮＹａｇｉ等[３０]通过彩色多普勒成像和脉冲波监测ＳＤ大鼠体内丝素蛋白制备的血管移植物通畅性ꎬ结果显示ꎬ植入大鼠腹主动脉２１周后的移植物几乎没有血栓形成ꎮ同样地ꎬＥｎｏｍｏｔｏ等[４６]也通过彩色多普勒成像和脉冲波监测到１０个聚四氟乙烯移植物有４个在第４周时堵塞ꎬ相比之下２７个丝素蛋白移植物只有３个发生了堵塞ꎬ丝素移植物的通畅率(８５％)显著高于聚四氟乙烯(４８％)ꎬ并且堵塞的聚四氟乙烯移植物中有血栓形成ꎮ通过端到端吻合的方式将丝血管移植物植入ＳＤ大鼠的腹主动脉ꎬ大鼠没有表现出急性血栓㊁凝血和下肢缺血的现象ꎬ并且蚕丝膜上黏附的蛋白量低于聚四氟乙烯膜[３８]ꎮ蚕丝基血管移植物在植入犬颈动脉３个月后的评估中ꎬ移植物的腔内层中观察到充分的胶原化和内皮化ꎬ这表明该移植物具有高效的抗血栓形成作用[４７]ꎮ膨体聚四氟乙烯血管移植体在第４周的通畅率(８０％)低于丝素蛋白血管移植体通畅率(１００％)ꎬ通畅性的丧失是由于血栓形成ꎬ因为红细胞和纤维蛋白积聚在管腔内[４８]ꎮ为了实现小口径血管移植的长期通畅和结构完整性ꎬ理想的血管移植体应该具有抗血栓表面ꎬ多项研究结果均表明蚕丝基的抗血栓能力较强ꎬ这与其良好的生物相容性和机械性能密不可分ꎮ但是蚕丝基人工小口径血管也显示出平滑肌细胞的过度增生问题[２８]ꎬ这是导致血栓的潜在因素之一ꎬ未来或可通过将丝蛋白与抗凝剂如肝素㊁水蛭素ꎬ以及抗血栓形成靶因子如紫杉醇㊁华法林㊁阿司匹林和氯吡格雷等混合ꎬ以提高抗血栓形成性ꎮ２.４㊀促进血管内皮化天然血管有三个解剖层:内膜㊁中膜和外膜ꎮ内膜由单层内皮细胞组成ꎬ中膜主要包含平滑肌细胞和弹性蛋白纤维ꎬ外膜由胶原蛋白㊁弹性蛋白㊁成纤维细胞及最主要的结缔组织成分组成(图１)[４９]ꎮ其中ꎬ内皮细胞参与血栓溶解和凝血过程ꎬ并且在正常稳态条件下内皮细胞可防止血栓形成[５０]ꎮ健图１㊀血管结构Ｆｉｇ.１㊀Ｖａｓｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ康的内皮发育对于血管移植手术的成功是有利的[５１]ꎬ内皮细胞的正常生长对于血管重塑十分必要ꎮ利用丝素网与内皮细胞共培养ꎬ细胞可沿着丝素网黏附和扩散ꎬ并且这些细胞在丝素网上形成微血管样结构[２９]ꎮ通过静电纺丝的方法利用丝素蛋白溶液制备的血管移植体ꎬ植入动物体内７ｄ后ꎬ支架内表面的弹性蛋白表达量约为天然血管中定量的５０％[５２]ꎬ１个月时ꎬ宿主细胞沿着移植物内腔快速迁移ꎬ并形成融合内皮[３８]ꎬ３个月时ꎬ移植体管腔中有内皮细胞稳定定植[３１]ꎮ通过冷冻干燥制备的丝素蛋白多孔血管支架ꎬ植入ＳＤ大鼠皮下２周后可以明显地观察到新生毛细血管[３５]ꎮ将水凝胶纺丝技术生产血管移植物ꎬ植入ＳＤ大鼠腹主动脉４周后ꎬ管腔表面产生了血管细胞重塑的融合内皮[２８]ꎬ在聚四氟乙烯移植物上并未观察到血管细胞较为活跃的增殖现象ꎮ通过双拉舍尔针织机制备丝素纤维管状物ꎬ再将移植物表面进行硫酸化处理ꎬ结果显示移植体上内皮细胞能够稳定存在１４ｄ以上ꎬ这有利于血管移植物的内皮化及加速形成融合功能性内皮单层[４０]ꎮ针织获得的丝素管状移植物植入动物体内３周时ꎬ移植体内表面出现明显的内皮细胞定植[４７]ꎬ植入４周后ꎬ移植物的内部被血管内皮细胞覆盖ꎬＣＤ３１阳性内皮细胞数量显著多于膨体聚四氟乙烯组[４８]ꎬ３个月在移植物表面聚集了平滑肌细胞和血管内皮细胞[５３]ꎮ通过编织的方法制备的丝素血管移植体在植入动物体内１个月ꎬ在移植体外部形成了一层薄再生组织[５４]ꎬ植入３个月后ꎬ所有移植物都有血管内皮细胞生长[５５]ꎬ在３个月和１２个月时ꎬ移植体中ＣＤ３１的基因表达水平分别为自体血管的４５ ８％和７５.３％[５６]ꎬ１年后ꎬ丝素蛋白移植物的组织学分析显示移植物内形成内皮层和介质样平滑肌层ꎬ这显示正常血管中血管细胞产生了迁移[４６]ꎬ内皮细胞和平滑肌细胞迁移到丝素移植体中ꎬ并组成内皮和中膜样平滑肌层[２９]ꎮ蚕丝基血管移植体植入体内后ꎬ血管内皮细胞能够顺利地迁移并定植到移植体内腔ꎬ同时ꎬ管腔表面能够产生融合内皮这对于进行血管置换手术后的血管重塑具有重要意义ꎬ也表明利用丝素蛋白制备的血管移植体有望成为天然血管的有效替代品ꎮ但是ꎬ通过研究可以发现ꎬ蚕丝基血管移植物产生的内皮化过程主要集中在血管移植体和天然血管的缝合部位[５７]ꎬ少有研究可以直接证实内皮化过程可以在血管移植物中心进行ꎮ因此ꎬ如何加快整个蚕丝基小口径血管移植体的内皮化和提高内皮化的完整性ꎬ尚需要进行深入研究ꎮ３㊀结㊀语在外科血管移植手术领域ꎬ对于人工血管的需求越来越大ꎬ特别是小口径的血管移植体ꎬ因为它通常与血栓形成的高１４Ｖｏｌ.６１㊀Ｎｏ.１Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｓｉｌｋ￣ｂａｓｅｄｓｍａｌｌ￣ｃａｌｉｂｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓ发生率相关ꎬ最终导致移植失败ꎮ蚕丝具有可控的生物降解性使它可以通过多种方式制备血管移植体ꎬ良好的细胞相容性能让它在体内逃过免疫系统的视线ꎬ它的抗血栓形成能力可以最大限度地避免移植体植入体内后的栓塞ꎬ并且近似天然血管的机械性能和顺应性保证移植体与宿主的适应ꎬ从而保证短期和长期内移植处血液的通畅性ꎮ这些研究结果表明ꎬ蚕丝基人工小口径血管具有独特的优势ꎬ也显示出了极大的临床应用前景ꎬ蚕丝基小口径人工血管在不久的将来或许能够用于临床治疗ꎮ此外ꎬ可以从基因工程改善蚕丝性能㊁脱细胞基质㊁新型梯度多层片和丝织物表面改性等方面入手制备组织工程血管移植体ꎮ虽然ꎬ众多研究都验证了蚕丝基血管移植体的有效性ꎬ但它在动物体内的应用中也存在一定缺陷:１)在制备移植体时脱胶和溶解丝素蛋白的试剂残留对于体内的长期植入是否存在副作用ꎬ以及是否影响了血管移植物的有效性缺乏验证ꎻ２)对于植入动物体内的远期通畅率来说ꎬ缺乏足够长的时间和移植物数量来验证ꎻ３)关于移植体的临床应用ꎬ缺乏与人类亲缘关系相近的物种作为试验动物模型ꎻ４)蚕丝具有可降解性ꎬ降解过程大多需要借助炎症反应ꎬ如何平衡降解和机体炎症之间的关系需要更深入的研究ꎻ５)蚕丝基血管移植体降解过程要能保持合适的力学性能和抵抗长期变形的能力以便满足组织重塑的要求ꎬ这是保证较高远期通畅率的因素之一ꎬ但目前缺乏相关的参考数据ꎻ６)蚕丝基小口径血管能够有效地促进内皮增生ꎬ但是如何控制这种增生的速度和预防过度增生也是一个问题ꎻ７)目前常用的制备方法中丝素血管移植体表面普遍存粗糙和不平整等问题ꎬ这可能会导致移植体表面吸附蛋白质和聚集血小板ꎬ从而影响血流ꎮ因此ꎬ今后可以着重从改进制备方式优化研制工艺入手来提高丝素血管移植体质量ꎬ同时对于蚕丝的可控降解性也需要更深入地研究ꎬ这有利于诠释降解与机体炎症和组织重塑之间的内在联系ꎬ也能为蚕丝在生物医学材料领域的应用提供有力的参考数据ꎮ«丝绸»官网下载㊀中国知网下载参考文献:[１]ＴＨＯＭＡＳＨꎬＤＩＡＭＯＮＤＪꎬＶＩＥＣＯＡꎬｅｔａｌ.Ｇｌｏｂａｌａｔｌａｓｏｆｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒｄｉｓｅａｓｅ２０００￣２０１６:Ｔｈｅｐａｔｈｔｏｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ[Ｊ].ＧｌｏｂＨｅａｒｔꎬ２０１８ꎬ１３(３):１４３￣１６３.[２]ＲＯＴＨＷＥＬＬＰＭꎬＣＯＵＬＬＡＪꎬＳＩＬＶＥＲＬＥꎬｅｔａｌ.Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ￣ｂａｓｅｄｓｔｕｄｙｏｆｅｖｅｎｔ￣ｒａｔｅꎬｉｎｃｉｄｅｎｃｅꎬｃａｓｅｆａｔａｌｉｔｙꎬａｎｄｍｏｒｔａｌｉｔｙｆｏｒａｌｌａｃｕｔｅｖａｓｃｕｌａｒｅｖｅｎｔｓｉｎａｌｌａｒｔｅｒｉａｌｔｅｒｒｉｔｏｒｉｅｓ(ＯｘｆｏｒｄＶａｓｃｕｌａｒＳｔｕｄｙ)[Ｊ].ＴｈｅＬａｎｃｅｔꎬ２００５ꎬ３６６(９４９９):１７７３￣１７８３.[３]ＫＯＥＮＥＮＭꎬＨＩＬＬＭＡꎬＣＯＨＥＮＰꎬｅｔａｌ.Ｏｂｅｓｉｔｙꎬａｄｉｐｏｓｅｔｉｓｓｕｅａｎｄｖａｓｃｕｌａｒｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＣｉｒｃｕｌａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０２１ꎬ１２８(７):９５１￣９６８.[４]ＧＯＬＤＳＴＥＩＮＪＬꎬＢＲＯＷＮＭＳ.Ａｃｅｎｔｕｒｙｏｆｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌａｎｄｃｏｒｏｎａｒｉｅｓ:Ｆｒｏｍｐｌａｑｕｅｓｔｏｇｅｎｅｓｔｏｓｔａｔｉｎｓ[Ｊ].Ｃｅｌｌꎬ２０１５ꎬ１６１(１):１６１￣１７２.[５]ＳＡＲＷＡＲＮꎬＧＡＯＰꎬＫＯＮＤＡＰＬＬＹＳＲꎬｅｔａｌ.Ｄｉａｂｅｔｅｓｍｅｌｌｉｔｕｓꎬｆａｓｔｉｎｇｂｌｏｏｄｇｌｕｃｏｓｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎꎬａｎｄｒｉｓｋｏｆｖａｓｃｕｌａｒｄｉｓｅａｓｅ:Ａｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｍｅｔａ￣ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ１０２ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅｓｔｕｄｉｅｓ[Ｊ].ＴｈｅＬａｎｃｅｔꎬ２０１０ꎬ３７５(９７３３):２２１５￣２２２２.[６]ＮＯＡＬＥＭꎬＬＩＭＯＮＧＩＦꎬＭＡＧＧＩＳ.Ｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｙｏｆｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒｄｉｓｅａｓｅｓｉｎｔｈｅｅｌｄｅｒｌｙ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＭｅｄｉｃｉｎｅａｎｄＢｉｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ１２１６:２９￣３８.[７]ＣＯＲＤＥＬＬＥＪꎬＭＡＮＴＥＲＯＳ.Ｉｎｓｉｇｈｔｏｎｔｈｅｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｍａｌｌｓｉｌｋ￣ｂａｓｅｄｔｉｓｓｕｅ￣ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｖａｓｃｕｌａｒｇｒａｆｔｓ[Ｊ].ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＯｒｇａｎｓꎬ２０２０ꎬ４３(１０):６３１￣６４４.[８]ＶＡＵＧＨＡＮＣＪꎬＧＯＴＴＯＡＭꎬＢＡＳＳＯＮＣＴ.Ｔｈｅｅｖｏｌｖｉｎｇｒｏｌｅｏｆｓｔａｔｉｎｓｉｎｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣａｒｄｉｏｌｏｇｙꎬ２０００ꎬ３５(１):１￣１０.[９]ＧＯＲＩＴ.Ｒｅｓｔｅｎｏｓｉｓａｆｔｅｒｃｏｒｏｎａｒｙｓｔｅｎｔｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ:Ｃｅｌｌｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒｃｅｌｌｓ(ＡＳｈｏｒｔＧｕｉｄｅｆｏｒｔｈｅＩｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌＣａｒｄｉｏｌｏｇｉｓｔ)[Ｊ].Ｃｅｌｌｓꎬ２０２２ꎬ１１(１３):２０９４.[１０]ＮＩＳＨＩＢＥＴꎬＫＯＮＤＯＹꎬＭＵＴＯＡꎬｅｔａｌ.Ｏｐｔｉｍａｌｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃｇｒａｆｔｄｅｓｉｇｎｆｏｒｓｍａｌｌｄｉａｍｅｔｅｒｖａｓｃｕｌａｒｇｒａｆｔｓ[Ｊ].Ｖａｓｃｕｌａｒꎬ２００７ꎬ１５(６):３５６￣３６０.[１１]ＲＯＷＥＮＭꎬＩＭＰＥＬＬＩＺＺＥＲＩＰꎬＶＡＹＮＢＬＡＴＭꎬｅｔａｌ.Ｓｔｕｄｉｅｓｉｎｔｈｏｒａｃｉｃａｏｒｔｉｃｇｒａｆｔｉｎｆｅｃｔｉｏｎｓ:Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｐｏｒｃｉｎｅｍｏｄｅｌａｎｄａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｌｌａｇｅｎ￣ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄｄａｃｒｏｎｇｒａｆｔｓａｎｄｃｒｙｏｐｒｅｓｅｒｖｅｄａｌｌｏｇｒａｆｔｓ[Ｊ].ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｈｏｒａｃｉｃａｎｄＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＳｕｒｇｅｒｙꎬ１９９９ꎬ１１８(５):８５７￣８６５.[１２]ＧＯＲＤＯＮＢＭꎬＦＩＳＨＢＥＩＮＭＣꎬＬＥＶＩＤＳ.Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ￣ｃｏｖｅｒｅｄｓｔｅｎｔｓｉｎｔｈｅｖｅｎｏｕｓａｎｄａｒｔｅｒｉａｌｓｙｓｔｅｍ:Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｉｃａｎｄｐａｔｈｏｌｏｇｉｃｆｉｎｄｉｎｇｓｉｎａｓｗｉｎｅｍｏｄｅｌ[Ｊ].ＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＰａｔｈｏｌｏｇｙ:ＴｈｅＯｆｆｉｃｉａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＰａｔｈｏｌｏｇｙꎬ２００８ꎬ１７(４):２０６￣２１１.[１３]ＢＯＢＲＹＳＨＥＶＹＶꎬＩＮＤＥＲＳＪꎬＣＨＥＲＩＡＮＳＭꎬｅｔａｌ.Ｃｏｌｏｎｉｓａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃｇｒａｆｔｓｂｙｉｍｍｕｎｏｃｏｍｐｅｔｅｎｔｃｅｌｌｓｉｎａｓｈｅｅｐｍｏｄｅｌ[Ｊ].ＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＳｕｒｇｅｒｙ:ＯｆｆｉｃｉａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＳｕｒｇｅｒｙꎬ２００１ꎬ９(２):１６６￣１７６.[１４]ＳＡＵＶＡＧＥＬＲꎬＢＥＲＧＥＲＫＥꎬＭＡＮＳＦＩＥＬＤＰＢꎬｅｔａｌ.Ｆｕｔｕｒｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｒｔｅｒｉａｌｐｒｏｓｔｈｅｓｅｓｆｏｒｓｍａｌｌａｎｄｍｅｄｉｕｍｃａｌｉｂｅｒａｒｔｅｒｉｅｓ[Ｊ].ＳｕｒｇｉｃａｌＣｌｉｎｉｃｓｏｆＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａꎬ２４。
人工器官之人工血管
天然材料：人们将同种和异种动物的动脉用格林试剂、 福尔马林、酒精或冷冻、冷冻干燥保存，再移植的研 究；（木本诚二用酒精保存的羊和牛的主动脉置换人 的主动脉是患者活了8年之久） 人工材料：高分子的发展，合成纤维人工血管（尼龙、 涤纶、聚四氟乙稀（PTFE），临床上比较理想的是 涤纶和聚四氟乙烯 － 1940s，维尼龙用于血管修复 － 1958年，涤纶用于动脉修复 各种新型人工血管材料
1、碳涂层血管 2、蛋白虑血管构造和流变学性质。作为人工 血管材料，除满足一般医用高分子所 必须的条件之外，还应具备以下条件：
在体内不变形，没有异物反应，在体内不老化； 富有粘弹性，与人体血管尽可能近似；具备对血 液流动有利状态 具有适当的网眼结构，便于集体组织的长入而组 织化； 优良的抗凝血性能，无毒性、无抗原性，不致癌；
定义 发展 分类 应用
定义：人工血管是以尼龙、涤纶、聚四氟乙稀
（PTFE）聚氨酯等合成材料人工制造的血管代用品， 适用于全身各处的血管转流术。 力学 医学
与之相关的科学 ： 生物学
19世纪末的探索 Nitze（1897） 象牙制作的小管 Payr （ 1900）Carrel（1907） 镁和铝等金属管（血栓栓塞和出血失 败）
有耐疲劳性 容易加工成型 易于缝合，不会绽开 材料易于获得，易于消毒，价格低廉
人工血管的多孔性 人工血管的皱纹
可以显著提高血管通透性。均匀镶嵌于血管内壁的碳原子 与血管壁有机的结合成一体，具有良好的生物相容性，与 组织无反应。碳涂层微弱的负电荷排斥血小板在管壁的沉 积，有效减少血栓形成机会；碳涂层不利于平滑肌细胞生 长和播散，减少间质增生，可以显著显著提高血管开通率。
人造血管的护理
血栓形成与栓塞的预防
抗凝治疗
根据医嘱，使用抗凝药物，如华法林、普通 肝素等，防止血栓形成。
生活调整
戒烟、限酒，避免长时间久坐或久站，保持 适当运动，促进血液循环。
定期监测
定期进行血管超声检查，了解血流状况，及 时发现潜在的血栓形成。
饮食调整
低脂、低盐、低糖饮食，多摄入富含纤维的 食物，降低血液黏稠度。
随着材料科学和生物医学工程的不断进 步，人造血管的设计和制造技术也在不 断发展，从最初的简单替代品到现在的 生物活性人造血管，其性能和功能越来 越接近天然血管。
VS
前景展望
未来，随着干细胞技术、3D打印技术等 前沿技术的不断发展，人造血管的制造将 更加个性化、精准化，有望实现真正意义 上的定制化血管替代。此外，随着生物活 性材料和药物洗脱技术的应用，人造血管 的抗血栓性能、生物相容性等方面也将得 到进一步提升，为患者带来更好的治疗效 果。
人造血管的护理
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目 录
• 人造血管简介 • 人造血管的术前术后护理 • 人造血管的并发症预防与处理 • 人造血管患者的健康教育与生活指导
01
人造血管简介
人造血管的定义与类型
定义
人造血管是一种由人工材料制成的血管替代品，用于替代或修复人体内的损坏或异常的血管。
类型
人造血管可分为生物型人造血管和合成型人造血管两大类。生物型人造血管由生物组织工程技术制成，如猪皮、 牛颈静脉等，具有良好的生物相容性；合成型人造血管则由聚合物材料制成，如聚四氟乙烯、涤纶等，具有较好 的耐用性和抗张力。
人造血管的狭窄与闭塞
定期复查
药物治疗
定期进行血管造影或超声检查，及时发现 和处理人造血管的狭窄与闭塞。
纺织人造血管的研究与发展
纺织人造血管的研究与发展【摘要】：简单介绍了人造血管材料的发展及人造血管的研究现状，分析了人造血管研制及使用中存在的主要问题，指出了今后研究的重点。
关键词：人造血管纺织研究发展前言随着社会的发展，人类文明的进步，健康越来越受到人们的关注。
在全球，每年都有数以万计的人由于身体某部分器官的老化、损伤、病变等多方面原因而必须更换，人体内的血管也不例外。
由于各种原因，异体血管的移植根本无法也不可能获得足够多的符合要求的人体血管，为此，必须研制和生产医用人工血管以满足手术之需。
“纺织人造血管”系采用高分子化合物的纺织材料，通过纺织机械，应用纺织技术制成的管状物体，再经造纹处理形成360°可弯曲，而不会发生扭曲和萎陷的柔软的螺旋形纺织管状织物。
它的功能是当人体血管阻塞、创伤断裂、动脉缩窄或患动脉瘤需切除时，可用相应口径的人造血管接上，以挽救人的生命[1]。
因此，研制和发展我国自己的纺织人造血管具有十分重要的意义。
1 人造血管材料的发展人造血管的研制开始于20世纪初，各国学者首先采用金属、玻璃、聚乙烯、硅橡胶等材料制成的管状物进行大量动物实验，但因其易在短期内并发腔内血栓而未能在临床上得到广泛应用。
1952年Voorhees[2]首先研究将维纶制成人造血管，改变了以往人工血管管壁的无通透性。
接着，Voorhees,Blakemore以及Jaretzki做了大量的临床实验，研制了带有网孔的人造血管，这是血管代用品发展史上的一个里程碑。
随着纤维材料和医学生物材料的不断发展，继Voorhees 之后，各国工作者研究出各种材料，各种加工方法生产的空隙的人造血管并用于动物实验和临床。
随后，专家们测试了很多材料，如PVC,PAN,丝绸，尼龙以及粘胶纤维[3]。
PAN和尼龙制得的人造血管会在体内退化，因此这两种材料很快被淘汰。
目前人造血管使用最多的原料是合成纤维，如聚酯、聚四氟乙烯纤维，这是它们结构稳定性好，在人体内可长期工作而不发生降解。
人造血管的材料发展
人造血管的材料发展【摘要】PVC，PAN，丝绸，尼龙以及粘胶纤维曾是人造血管的制造材料.PAN和尼龙制得的人造血管会在体内退化，因此这两种材料很快被淘汰.目前人造血管使用最多的原料是合成纤维，如聚酯、聚四氟乙烯纤维，它们结构稳定性好，在人体内可长期工作而不发生降解。
【Abstract】Artificial blood vessel once made from PVC， PAN ，silk and viscose fiber. The blood vessel which made from PAN and Nylon will degenerate in bodies， so these kinds of material have weeded out. Now we choose synthetic fiber such as polyester and some polymer to make artificial blood and they have good structural stability as well as they can work for a long time in bodies.【关键词】人造血管相容性涤纶膨体聚四氟乙烯聚氨酯人造血管的研制开始于20世纪初,各国学者首先采用金属、玻璃、聚乙烯、硅橡胶等材料制成的管状物进行大量动物实验,但因其易在短期内并发腔内血栓而未能在临床上得到广泛应用。
1952年Voorhees首先研究将维纶制成人造血管，改变了以往人工血管管壁的无通透性。
接着，Voorhees,Blakemore以及Jaretzki做了大量的临床实验，研制了带有网孔的人造血管，这是血管代用品发展史上的一个里程碑.随着纤维材料和医学生物材料的不断发展，继Voorhees之后，各国工作者研究出各种材料，各种加工方法生产的空隙的人造血管并用于动物实验和临床.随后，专家们测试了很多材料，如PVC，PAN，丝绸，尼龙以及粘胶纤维.PAN和尼龙制得的人造血管会在体内退化，因此这两种材料很快被淘汰。
人造血管和人造血液
人造血管和人造血液一：人造血管的发展1 血管移植的历史公元前800 到600 年，Sushruta Samhita 第一次用烙器或沸油粘和血管的方式来治疗出血。
公元前二世纪，Refus 和Antyllus用结扎线将动脉捆起来的方式止血，古罗马的Galen 第一次将动脉和静脉区分开来。
公元前三世纪，Cosmas 和Damien 第一次完成了人腿的移植。
文艺复兴时期，AmbroisePare 用结扎线治疗出血。
1759 年，Lambert 和Hallowell 为了修复血管后不损伤腔体而引入了血管的修复术和连接术，但脓毒病导致其失败。
19 世纪下半叶，Lister和Pasteur引入感染的控制方法，血管修复术和连接术才取得成功。
1881年，Czerny 第一次将无菌技术带入血管外科手术。
1882 年，Cluck 成功的修复了狗的大腿动脉。
1889 年，Jassinowsky指出在无菌条件下受伤的颈动脉可以修复。
1890 年，Burci 提出了连续缝合技术。
19 世纪末期，血管修复试验不计其数，但所有的这些试验都因为血栓的形成而告失败。
20世纪早期，“血管外科之父”Carrel 和Guthrie使用自体静脉替代动脉移植成功后，血管外科在血管代用品领域有了较大的发展。
2人造血管的发展(1)人造血管材料的进展人造血管的研制开始于20 世纪初，各国学者首先采用金属、玻璃、聚乙烯、硅橡胶等材料制成的管状物进行大量动物实验，但因其易在短期内并发腔内血栓而未能在临床上得到广泛应用。
1952年Voorhees首先研究将维纶制成人造血管，改变了以往人工血管管壁的无通透性。
接下来的几年中，Voorhees，Blakemore以及Jaretzki 做了大量的临床试验，研制了带有网孔的人造血管，这是血管代用品发展史上的一个里程碑。
随着纤维材料和医学生物材料的不断发展，继Voorhees 之后，各国科研工作者研究出各种材料，各种加工方法生产的有孔隙的人造血管并用于动物实验和临床。
人造血管新进展:用胶原蛋白和聚乳酸纤维一起编织
人造血管新进展：用胶原蛋白和聚乳酸纤维一起编织
在心脏病患者的治疗中，有时候会需要置 换心血管中受损或阻塞的部分，置换时或者采 用自体移植的形式，或者采用生物相容较好的 材料。而自体移植既需要患者自身能够提供健 康的置换部分，还需要保证置换后不影响患者 恢复正常生活，因此要求相对较高。在许多心 脏病患者的手术中，医生往往会采用人造血管 来完成手术治疗。
80%，这也是碳纳米管纤维的导电率首次突破 10MS/m。
研究者通过比较该碳纳米管纤维与碳纤 维、直接纺丝碳纳米管纤维、聚合物纤维和金 属的性能发现，本实验制备的碳纳米管纤维将 商用碳纤维的抗拉强度和直接纺丝碳纳米管纤 维类似金属的导电性完美结合，而且导热性极 佳。
该碳纳米管纤维在横截面上有数千万个纳 米管，目前正研究用于修复受损心脏的桥梁、 与大脑的电子接口、耳蜗植入、柔性天线以及 汽车和航空航天等领域。但提高碳纳米管纤维 的生产速率并降低生产成本仍是目前面临的巨 大挑战。
人造血管的制作有多种材料和方式，最近， 来自北卡罗来纳州立大学（NC State）和凯斯 西储大学（CWRU）的研究团队采用胶原蛋白 纤维和聚乳酸纤维搭配在一起，采用纬编方式 编织出了一种人造血管。
这种人造血管的创新之处在于：
（1）胶原蛋白纤维中的胶原成分能够将 初始细胞的粘附力提高 10 倍，经过一定时间 的培养后，细胞累积和增殖的数量比单独的聚 乳酸纤维人造血管高 3.2 倍，具有快速内皮化 的效果。
4 叠片过滤器应用效果
在含 NMMO 溶剂的水溶液回收净化过程 中，选用加装反洗废液回收装置的全自动叠片 过滤器对其进行预过滤，过滤后的 NMMO 溶 剂的浊度明显减低，石英砂过滤器运行时间显 著延长。采用全自动叠片滤器前、后，NMMO 溶剂浊度、石英砂过滤器过滤运行时间对比数 据见表 1、表 2。
S生物医用纺织品
耐用型防护服还要求一定的耐消
毒耐洗涤性能。
S生物医用纺织品
11
欧美国家 以涤纶、粘胶等纤维为原料
浸渍粘合法、泡沫浸渍法、热轧法或水刺法
获得手感柔软，抗拉力高，透气性好，“用
即
弃”型防护服，避免交叉感染
S生物医用纺织品
国内一次性用品仅 限于口罩、帽子之 类，一次性手术衣 等防护服使用率很 低
12
国内市场上销售的医用防护服主要有三类:非织造类、涂层类、闪 蒸法一次成型类
人造皮肤的作用：
防止水分和体液从创面蒸发流失 隔绝空气，防止伤口感染 加快伤口愈合
主要性能要求：
与皮肤有良好的亲和性，不发生刺激反应 与伤口有较强的结合力 质地柔软，贴紧性好
S生物医用纺织品
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角质细胞
组织工程皮肤的一般制备过程
成纤维细胞
来自包皮环切术的新生儿 包皮，经分离获得角质细 胞和成纤维细胞
对细菌抵抗能力差，在空气中 易分解。
S生物医用纺织品
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聚乙交酯
第一个用于可吸收缝合线 的聚合物，临床中应用广 泛。
优点：强度高、生物相容性和可降解性好，可被机体 自行吸收和排泄，对人体无不良反应。
缺点：熔点高导致纺丝困难，纤维柔性差，手术过程 中可能损伤人体组织。
可采用共聚的方法，在高分子链中引入丙交酯链段， 改善其柔顺性。
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3.2 国内生物医用纺织品的研究进展
新型医用防护品以及人体功能性纺织品 总量约占产业用纺织品总量的10%，2010年消耗量达50万t
S生物医用纺织品
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3.1 国外生物医用纺织品的研究进展
全球医用纺织品市场
每年以10％的速度递增 2010年销量达240万t，总价值达82亿美元
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常见的ePTEF材料
常见的PU材料
第二阶段：合成过程：一般采用医用级聚酯 纺制成复丝，用针织和机织方法制成，加工 成蛇腹状以获得与人体血管相似的屈曲和伸 缩性，再经表面毛羽化处理，以利于血液中 血清蛋白的附着，形成薄而牢固的假膜，与 人体组织愈合，达到“器官化”的效应。
目前已经商品化的人造血管有：涤纶人造血管、 真丝人造血管、膨体聚四氟乙烯人造血管和聚氨 酯人造血管。较大直径的人造血管生产技术已较 为成熟了，上海长海医院与东华大学协作，进行 多年研究，取得了很大进展。
力，在生物体内不老化；来自（2）富有弹性、伸展性，具有适当的孔隙，抗 血栓性，能牢固缝合； （3）有利于血液流动，保持持久的强度；可靠 的耐降解抗腐蚀性等。
目前常用人造血管使用最多的原料是合成纤维， 有：膨体聚四氟乙烯（ePTFE）和聚氨酯（PU）。 (expanded PTFE):是一种新型的医用高分子材料， 由聚四氟乙烯树脂经拉伸等特殊加工方法制成。 白色，富有弹性和柔韧性，具有微细纤维连接而 形成的网状结构，这些微细纤维形成无数细孔， 使膨体PTFE可任意弯曲(过360° )，血液相容性 好，耐生物老化，用于制造人造血管、心脏补片 等医用制品。 (Polyurethane Resin)：作为一种具有高强度、抗 撕裂、耐磨等特性的高分子材料,在日常生活、 工农业生产、医学等领域广泛应用。
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三、人造血管技术突破
近几年聚氨酯（PU）材料发展很快，出现了一些 更具生物稳定性的PU人造血管，可用于小直径的人造 血管。如corvitat（一种血管类型）其材料是碳酸盐和 甲氨酯多聚化合物，外膜增强型设计，有PET网和蛋白 涂层，具有很好的径向支撑力。这些最新的商品化PU 人造血管长期的通畅率还有待进一步检验。 2015年11月，日本国立循环器官疾病研究中心宣 布，该中心研究人员成功研制出直径仅为0.6毫米的人 工血管。这是目前世界最细的人工血管，有望应用于 脑和心脏的血管搭桥手术等领域。该中心一个研究小 组利用胶原蛋白遇到进入体内的异物时会将其包裹的 性质，将直径0.6毫米、长2厘米的外表被硅覆盖的不 锈钢丝植入大鼠后背皮下，约两个月后取出，发现不 锈钢丝周围形成胶原蛋白的管状物。研究人员将管状 物移植到实验鼠大腿后，观察了约六个月，发现其发 挥了人工血管的作用。
• 德国弗朗霍夫激光技术研究所研究人员成 功利用 3D 打印技术制造出人造血管。打印 血管所用的材料是丙烯酸酯基的合成聚合 物。这种材料可以使血管表面分布许多直 径数百微米的微孔。利用这种材料，研究 人员首次成功地打印出了与真实血管功能 类似的人造血管
四、人造血管应用面临的挑战
其中大于6毫米的“人造血管”已经实现了商 品化，而小于6毫米的小口径血管制备则成为 一个国际性的难题。
生物医用纺织品——人造血管
一、人造血管的背景 二、人造血管的合成 三、人造血管的技术突破 四、人造血管应用面临的挑战
一、人造血管的背景
当人体某部位的血管由于老化、动脉硬化、 栓塞或破损等原因不能保证人体正常供血时，需 采用人工血管进行置换、搭桥或介入等外科手术 进行治疗。
二、人造血管的合成
第一阶段：选择材料要求： （1）无毒性，易于消毒，无异物反应，抗机械疲劳能