人造血管复合材料3
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下图为 复合微管的拉伸断裂曲线 涤纶/氨纶为50/50；壁厚为050 mm 下图为不同丝素含量比例下复合微 管的拉伸性能 涤纶/氨纶为50/50；管壁厚度为0.6 0 mm
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Company name
面对的问题 高分子材料的发展 材料工程、生物工程、医学和纺织工程等 各个学科的交叉学科，需要突破行业间的 隔阂，密切合作 对人造血管生物力学性能表征的研究，在 研究开发过程中没有合适的测试手段对产 品的质量进行体外检测和评价
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三团 name Company
面对R＜6mm的小口径人造血管
面对内径＜6mm的人造血管PU材料表现比e-PTFE好。但是在体内长期移 植过程中会出现氧化降解等现象, 长期以来，在解决材料的血液相容性问题上，人们对材料表面的修饰研究 得较多，以尽量减轻血栓的形成来提高材料的血液相容性。然而，表面修 饰的方法对血液相容性的改善有限。因此，应用组织工程的方法在材料表 面原位培养人体内皮细胞使材料内皮化，成为改善血液相容性的重要途径。
9
三团 name Company
实际应用与希望
PU（聚氨酯复合材料）
聚氨酯材料的微相 分离结构使其具有比 其它高分子材料更好 的生物相容性(包括 血液相容性和组织相 容性)结构非常类似 生物体血管内壁：宏 观上是十分光滑的表 面
从微观上看，却 是一个双层脂质的液 体基质层，中间嵌有 各类糖蛋白和糖脂质 。这种宏观光滑、微 观多相分离的结构使 其血管壁具有优异的 抗凝血性能
造血管具有一层抗血栓膜面
wenku.baidu.com
(4)表面具有抗血栓的人造血管 。
使用祛聚、抗凝、溶血栓药物处理人造血管内壁,使人 造血管具有一层抗血栓膜面
5
三团 name Company
最新现状介绍
德国科学家日前利用3D立体打印技术 成功研制出了一种人造血管。该项研究成果将有 望被用于人体试验和药物测试。他们运用化合高 分子材料结合能够有效抵抗排异反应的生物分子 制作出了一种特殊的“印刷墨水”，其印制出来的 物质经化学反应后能够形成一种有弹性的固体， 方便科学家根据人类血管构造将其雕塑成3D立体 人造血管 单一材料很难满足人造血管的各项生物力学与 生物相容性的要求，现在国内外已有学者开始研 究多材料多层次的复合人造血管。日本学者 Sonoda 开发出双层的复合人造血管，徐卫林等
防凝血性,不漏血,血管 通畅,血流量大,能耐受 反复穿刺,使用时间长 目前应用最多的人 造血管材料。一般用 来制作内径为6mm一 10mm的人造血管
顺应性较差,其移植物 的通畅率仅为30%,血 管壁易渗出血清,缺乏 生物活性,不能适应生 物体内环境的变化,血 液有形成分容易在血 管内沉积形成血栓尤 其是直径小于6mm的 缺点更加明显
PU又具有优异的 耐疲劳性、耐磨性、 高弹性和高强度
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三团 name Company
PU（聚氨酯复合材料）
PU用于生物体内已有多年的历史， 而PU用于人造血管的研究仅10年的历 史。Gupta将PU与聚酯混编在一起， 制成一种与人颈总动脉顺应性极为相似 的内径为4~6mm的人造血管，在犬体 内试验表明植入6个月后，该血管通畅 率良好，而且血管表面形成了一薄层稳 定的新生内膜。 Jeschke则研制 出内径1.5mm, 长 10mm的PU血管， 将其经过碳化处理得到的PU血管与eP TFE血管进行动物实验对比，发现PU 血管比ePTFE血管具备更优良的性能。 聚氨酯血管在更短的时间内实现了内皮 化，新生内膜厚度明显比膨化聚四氟乙 烯血管内膜薄而均匀，并且血管通畅率 好
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三团 name Company
Contents
1 2
历史及现状介绍 人造血管的评判指标及材料对比 实际应用与希望 丝素/UP复合人造血管
3 4
3
三团 name Company
人造血管历史
发展历史
20世纪40年代 1952年 1957年 1970年 William Gore 发现植入生 Hufnaged 涤纶人造血 创造了非织物的 物 体内的真丝 采用硬质塑料 管诞生 膨体聚四氟乙烯 缝线上覆盖内 管代替血管 人造血管 皮细胞 至今 复合材料与 仿生物 性能多元发展
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三团 name Company
人造血管研究现状
应用 特点
似体内血管的抗栓表层
(1)腔面内衬内皮细胞的人造血管 在人造血管表面种植血管内皮细胞可以形成一个类 (2)自体组织片移植型人造血管 将自体静脉组织碎片经注射器注水压力使其镶嵌于人 造血管空隙,提供内皮细胞. 。 使用祛聚、抗凝、溶血栓药物处理人造血管内壁,使人 (3)复合壁人造血管。 T
正在尝试开发以具有优良径向弹性的小口径管状针织物为支撑，与具有良 好生物相容性的聚氨酯复合材料，制备出完全模仿人体正常血管解剖结构 的人造血管，同时把能改善人造血管抗凝血性的药物，通过特殊的方法复 合到蚕丝超细粉体内（平均粒径< 2 μm），这种重新架构出的固体微胶 囊，利用其缓释作用来改善人造血管的抗凝血性，以攻克目前小口径人造 血管的国际难题。
人造血管复合材料
——三团
血管
血管分为大动脉、中动脉、小动脉、毛细血管、小静脉、
一千多亿条血管。 现代医学证明,人体血管的自然长度约为15万公里, 几乎可以把地球捆绑四圈。 全球每年有超过60万人需要进行血管重建手术。
中静脉、大静脉。一个人共有 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
因此PU较强的疏水性和血液相容性成为限制其发展的主要问题
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三团 name Company
小口径丝素聚氨酯人造血管
小口径丝素聚氨酯人造血管制备：
超细丝素粉体制备→丝素&聚氨酯共混溶液制备→管状织物制备→管状织物浸 入到丝素 /聚氨酯溶液中→复合材料血管 1、超细丝素粉体的平均粒径为3.58μm， 大部分的丝素粉体粒径在0.50μm 至3.50μ m这个区间 2、按照一定的质量比将丝素粉体、聚氨酯（TecnobiomedicaSpa(Pomezia, Italy);型 号：2363 80AE）和N, N 二甲基甲酰胺放置于烧瓶中，设定丝素粉体与聚氨酯 的质量比例，设定溶液固含量为15%（质量比），用电动搅拌器搅拌直到均匀， 然后用循环水式多用真空泵将烧瓶内抽为真空，使溶液脱泡。 3、将细度为50 旦的涤纶和氨纶长丝在纬编针织横机上织成管状织物，针数为16， 轨距为14。织出的织物宽度为3~5 mm 4、将纬编管状织物套在玻璃棒模具上，然后将套有管状织物的玻璃棒模具浸入到 丝素/ 聚氨酯溶液中，充分浸渍溶液后，将其放置在一个装置上控制厚度的均 一性，随后将其置于凝固浴溶液中2~3 h 成形，便制成了具有多微孔结构的织 物增强丝素/ 聚氨酯人造血管 左图丝素粉体与聚氨酯含 量比为1/9 时内表面形貌
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三团 name Company
成员分工： 李奔、倪非非（人造血管材料） 王妍妍（人造血管发展方向） 来有华（人造血管现状) 周川莉 (PU的研究调查） 黄琳岚（总结制作PPT)
thanks for listenning
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三团 name Company
模拟人体血管三层结构，利用聚氨酯
与蚕丝粉体的共混膜做内衬和外膜，以织物为骨 架，通过仿生技术生产出全世界惟一的三层结构 人造血管。在前期的检测中发现其各项指标均优 于目前临床常规使用的人造血管，且在狗的颈动 脉替换实验中，通畅率非常高，有可能在不久的 将来在临床中得到广泛使用。
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三团 name Company
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右图 丝素粉体与聚氨酯含 三团 name Company 量比为1/9 时截面形貌
通过在涤纶/ 氨纶管状织物上复合丝素/ 聚氨酯的方法制作一种复 合结构的小口径人造血管，这种复合结构的人造血管截面显现多微 孔结构，并且微孔分布均匀，内表面也较光滑。力学测试的结果表 明，随着管壁厚度的增加，人造血管的断裂强力、断裂功和初始模 量都上升；随着氨纶含量的增加，人造血管的断裂功和初始模量下 降, 但断裂伸长和断裂强力先增大后减小；随着丝素粉体含量的增 加，所有测试的力学性能指标均有所下降。
PU在体内长期移植过程中会出 现氧化降解等现象
ePTFE(膨化聚四氟乙烯) 顺应性较差，移植物的 通畅率仅为30%
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三团 name Company
实际应用与希望
e-PTFE（聚四氟乙烯）人造血管
具有极稳定的理化 性质和 持久不变的弹 力,被冠以“体内理想 材料之称” 具有无抗原性,生 物相容性好,能承受动 脉压力
人造血管评判指标 对血液的渗透性 良好的力学性能
生物相容性 纵向和径向的顺应性
生物体内的稳定性
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三团 name Company
一般材料缺点对比
天然材料如弹性蛋白胶原蛋白等 在体内与组织接触时会发生氧 化降解反应,导致局部炎症
涤纶人造血管它不能完全满足 小口径人造血管的制造要求
真丝人造血管其螺旋型给缩不 够稳定,易造成血管吸瘪,并且保形 性差、强力较低限制了临床的应用
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面对的问题 高分子材料的发展 材料工程、生物工程、医学和纺织工程等 各个学科的交叉学科，需要突破行业间的 隔阂，密切合作 对人造血管生物力学性能表征的研究，在 研究开发过程中没有合适的测试手段对产 品的质量进行体外检测和评价
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三团 name Company
面对R＜6mm的小口径人造血管
面对内径＜6mm的人造血管PU材料表现比e-PTFE好。但是在体内长期移 植过程中会出现氧化降解等现象, 长期以来，在解决材料的血液相容性问题上，人们对材料表面的修饰研究 得较多，以尽量减轻血栓的形成来提高材料的血液相容性。然而，表面修 饰的方法对血液相容性的改善有限。因此，应用组织工程的方法在材料表 面原位培养人体内皮细胞使材料内皮化，成为改善血液相容性的重要途径。
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实际应用与希望
PU（聚氨酯复合材料）
聚氨酯材料的微相 分离结构使其具有比 其它高分子材料更好 的生物相容性(包括 血液相容性和组织相 容性)结构非常类似 生物体血管内壁：宏 观上是十分光滑的表 面
从微观上看，却 是一个双层脂质的液 体基质层，中间嵌有 各类糖蛋白和糖脂质 。这种宏观光滑、微 观多相分离的结构使 其血管壁具有优异的 抗凝血性能
造血管具有一层抗血栓膜面
wenku.baidu.com
(4)表面具有抗血栓的人造血管 。
使用祛聚、抗凝、溶血栓药物处理人造血管内壁,使人 造血管具有一层抗血栓膜面
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三团 name Company
最新现状介绍
德国科学家日前利用3D立体打印技术 成功研制出了一种人造血管。该项研究成果将有 望被用于人体试验和药物测试。他们运用化合高 分子材料结合能够有效抵抗排异反应的生物分子 制作出了一种特殊的“印刷墨水”，其印制出来的 物质经化学反应后能够形成一种有弹性的固体， 方便科学家根据人类血管构造将其雕塑成3D立体 人造血管 单一材料很难满足人造血管的各项生物力学与 生物相容性的要求，现在国内外已有学者开始研 究多材料多层次的复合人造血管。日本学者 Sonoda 开发出双层的复合人造血管，徐卫林等
防凝血性,不漏血,血管 通畅,血流量大,能耐受 反复穿刺,使用时间长 目前应用最多的人 造血管材料。一般用 来制作内径为6mm一 10mm的人造血管
顺应性较差,其移植物 的通畅率仅为30%,血 管壁易渗出血清,缺乏 生物活性,不能适应生 物体内环境的变化,血 液有形成分容易在血 管内沉积形成血栓尤 其是直径小于6mm的 缺点更加明显
PU又具有优异的 耐疲劳性、耐磨性、 高弹性和高强度
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三团 name Company
PU（聚氨酯复合材料）
PU用于生物体内已有多年的历史， 而PU用于人造血管的研究仅10年的历 史。Gupta将PU与聚酯混编在一起， 制成一种与人颈总动脉顺应性极为相似 的内径为4~6mm的人造血管，在犬体 内试验表明植入6个月后，该血管通畅 率良好，而且血管表面形成了一薄层稳 定的新生内膜。 Jeschke则研制 出内径1.5mm, 长 10mm的PU血管， 将其经过碳化处理得到的PU血管与eP TFE血管进行动物实验对比，发现PU 血管比ePTFE血管具备更优良的性能。 聚氨酯血管在更短的时间内实现了内皮 化，新生内膜厚度明显比膨化聚四氟乙 烯血管内膜薄而均匀，并且血管通畅率 好
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三团 name Company
Contents
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历史及现状介绍 人造血管的评判指标及材料对比 实际应用与希望 丝素/UP复合人造血管
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三团 name Company
人造血管历史
发展历史
20世纪40年代 1952年 1957年 1970年 William Gore 发现植入生 Hufnaged 涤纶人造血 创造了非织物的 物 体内的真丝 采用硬质塑料 管诞生 膨体聚四氟乙烯 缝线上覆盖内 管代替血管 人造血管 皮细胞 至今 复合材料与 仿生物 性能多元发展
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三团 name Company
人造血管研究现状
应用 特点
似体内血管的抗栓表层
(1)腔面内衬内皮细胞的人造血管 在人造血管表面种植血管内皮细胞可以形成一个类 (2)自体组织片移植型人造血管 将自体静脉组织碎片经注射器注水压力使其镶嵌于人 造血管空隙,提供内皮细胞. 。 使用祛聚、抗凝、溶血栓药物处理人造血管内壁,使人 (3)复合壁人造血管。 T
正在尝试开发以具有优良径向弹性的小口径管状针织物为支撑，与具有良 好生物相容性的聚氨酯复合材料，制备出完全模仿人体正常血管解剖结构 的人造血管，同时把能改善人造血管抗凝血性的药物，通过特殊的方法复 合到蚕丝超细粉体内（平均粒径< 2 μm），这种重新架构出的固体微胶 囊，利用其缓释作用来改善人造血管的抗凝血性，以攻克目前小口径人造 血管的国际难题。
人造血管复合材料
——三团
血管
血管分为大动脉、中动脉、小动脉、毛细血管、小静脉、
一千多亿条血管。 现代医学证明,人体血管的自然长度约为15万公里, 几乎可以把地球捆绑四圈。 全球每年有超过60万人需要进行血管重建手术。
中静脉、大静脉。一个人共有 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
因此PU较强的疏水性和血液相容性成为限制其发展的主要问题
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三团 name Company
小口径丝素聚氨酯人造血管
小口径丝素聚氨酯人造血管制备：
超细丝素粉体制备→丝素&聚氨酯共混溶液制备→管状织物制备→管状织物浸 入到丝素 /聚氨酯溶液中→复合材料血管 1、超细丝素粉体的平均粒径为3.58μm， 大部分的丝素粉体粒径在0.50μm 至3.50μ m这个区间 2、按照一定的质量比将丝素粉体、聚氨酯（TecnobiomedicaSpa(Pomezia, Italy);型 号：2363 80AE）和N, N 二甲基甲酰胺放置于烧瓶中，设定丝素粉体与聚氨酯 的质量比例，设定溶液固含量为15%（质量比），用电动搅拌器搅拌直到均匀， 然后用循环水式多用真空泵将烧瓶内抽为真空，使溶液脱泡。 3、将细度为50 旦的涤纶和氨纶长丝在纬编针织横机上织成管状织物，针数为16， 轨距为14。织出的织物宽度为3~5 mm 4、将纬编管状织物套在玻璃棒模具上，然后将套有管状织物的玻璃棒模具浸入到 丝素/ 聚氨酯溶液中，充分浸渍溶液后，将其放置在一个装置上控制厚度的均 一性，随后将其置于凝固浴溶液中2~3 h 成形，便制成了具有多微孔结构的织 物增强丝素/ 聚氨酯人造血管 左图丝素粉体与聚氨酯含 量比为1/9 时内表面形貌
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三团 name Company
成员分工： 李奔、倪非非（人造血管材料） 王妍妍（人造血管发展方向） 来有华（人造血管现状) 周川莉 (PU的研究调查） 黄琳岚（总结制作PPT)
thanks for listenning
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三团 name Company
模拟人体血管三层结构，利用聚氨酯
与蚕丝粉体的共混膜做内衬和外膜，以织物为骨 架，通过仿生技术生产出全世界惟一的三层结构 人造血管。在前期的检测中发现其各项指标均优 于目前临床常规使用的人造血管，且在狗的颈动 脉替换实验中，通畅率非常高，有可能在不久的 将来在临床中得到广泛使用。
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三团 name Company
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右图 丝素粉体与聚氨酯含 三团 name Company 量比为1/9 时截面形貌
通过在涤纶/ 氨纶管状织物上复合丝素/ 聚氨酯的方法制作一种复 合结构的小口径人造血管，这种复合结构的人造血管截面显现多微 孔结构，并且微孔分布均匀，内表面也较光滑。力学测试的结果表 明，随着管壁厚度的增加，人造血管的断裂强力、断裂功和初始模 量都上升；随着氨纶含量的增加，人造血管的断裂功和初始模量下 降, 但断裂伸长和断裂强力先增大后减小；随着丝素粉体含量的增 加，所有测试的力学性能指标均有所下降。
PU在体内长期移植过程中会出 现氧化降解等现象
ePTFE(膨化聚四氟乙烯) 顺应性较差，移植物的 通畅率仅为30%
8
三团 name Company
实际应用与希望
e-PTFE（聚四氟乙烯）人造血管
具有极稳定的理化 性质和 持久不变的弹 力,被冠以“体内理想 材料之称” 具有无抗原性,生 物相容性好,能承受动 脉压力
人造血管评判指标 对血液的渗透性 良好的力学性能
生物相容性 纵向和径向的顺应性
生物体内的稳定性
7
三团 name Company
一般材料缺点对比
天然材料如弹性蛋白胶原蛋白等 在体内与组织接触时会发生氧 化降解反应,导致局部炎症
涤纶人造血管它不能完全满足 小口径人造血管的制造要求
真丝人造血管其螺旋型给缩不 够稳定,易造成血管吸瘪,并且保形 性差、强力较低限制了临床的应用