用于人工小口徑血管制備的復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及人工血管材料領域，特別是涉及一種用于人工小口徑血管制備的復合 材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 動脈粥樣硬化血管疾病，如冠狀動脈疾病和末梢血管疾病，正嚴重的危害著人類 的健康。大量的血管移植物對此類疾病可進行有效的控制，但是小口徑人工血管的移植易 出現由血栓引起的再狹窄等問題。近年來，生物醫用材料研究取得了相當大的進步，這也加 快了人工血管的發展，越來越多的新型材料被應用于構建人工血管方面的研究。現有的用 于臨床血管的各種高分子材料，可分為兩類，一類為人工合成材料，如滌綸、膨化聚四氟乙 烯、聚氨酯、PGA、PHA類等；另一類為天然生物材料，如膠原、透明質酸、絲素蛋白、殼聚糖、 細菌纖維素等。這些材料合成的大口徑人工血管在臨床上已取得了顯著成效，并且實現了 商業化，如Dacron與ePTFE等。但在替代口徑小于6mm的小口徑血管方面，如四肢動脈血 管、冠狀動脈血管等，還存在很多嚴重的問題，包括血液相容性較差、堵塞率較高等。雖然天 然高分子材料比人工合成材料具有更多的優勢，但是，目前天然高分子材料制備的小口徑 血管仍然存在強度低、彈性低、相容性差等問題。
【發明內容】
[0003] 本申請的目的是提供一種新的用于人工小口徑血管制備的復合材料及其制備方 法。
[0004] 本申請采用了以下技術方案：
[0005] 本申請公開了一種用于人工小口徑血管制備的復合材料，該復合材料由羧基化細 菌纖維素和蠶絲蛋白組成，蠶絲蛋白和羧基化細菌纖維素通過交聯劑交聯復合形成復合材 料。
[0006] 需要說明的是，本申請的復合材料，與現有的普通的人工血管材料或復合的人工 血管材料相比，利用交聯劑將蠶絲蛋白和羧基化細菌纖維交聯復合，使得交聯復合后的產 物具有更好的彈性和表面性能，從而降低了堵塞率，并且交聯復合后還提高了血液相容性， 因此，本申請的復合材料特別適合用于制備小口徑的人工血管。
[0007] 還需要說明的是，其中交聯劑從化學合成的角度來看，常規使用的能夠將蠶絲蛋 白的氨基與羧基交聯的交聯劑都可以用于本申請；但是在本申請優選的實現方式中，考慮 到生物毒性問題，對交聯劑進行了特別限定。
[0008] 優選的，交聯劑為N-羥基琥珀酰亞胺和碳二亞胺。
[0009] 優選的，羧基化細菌纖維素的羧基含量大于30% ;更優選的，羧基化細菌纖維素的 羧基含量為30% -60%。
[0010] 需要說明的是，羧基化細菌纖維素的羧基含量直接影響蠶絲蛋白的復合量，羧基 含量越高結合的蠶絲蛋白越多；本申請根據實際使用需求，羧基含量大于30%的復合材 料基本可以滿足人工小口徑血管的使用需求；同時，因為細菌纖維素全部進行羧基化是 很困難的，考慮到羧基化的難易程度和生產成本，優選的羧基化細菌纖維素的羧基含量為 30% -60% 〇
[0011] 優選的，羧基化細菌纖維素和蠶絲蛋白的質量比為，羧基化細菌纖維素：蠶絲蛋 白=1:10-25 〇
[0012] 需要說明的是，羧基化細菌纖維素和蠶絲蛋白的質量比很大程度上受羧基化細菌 纖維素的羧基含量影響，因為羧基含量越高結合的蠶絲蛋白越多；當然，兩者的質量比也取 決于在反應中提供的蠶絲蛋白的量；可以認為，在羧基含量越高的情況下，所提供的蠶絲蛋 白越容易結合到羧基化細菌纖維素上，從而越容易控制兩者的質量比。
[0013] 本申請的另一面還公開了一種采用本申請的復合材料制備的人工血管。
[0014] 可以理解，本申請的復合材料由于其良好的彈性、表面性能和血液相容性，特別適 合于人工小口徑血管的制備；但是，本申請的復合材料，并不只限于小口徑人工血管，甚至 并不只限于人工血管，例如在體外的仿生系統或者其它需要模擬人體血液運輸或循環的情 況下，同樣可以采用本申請的復合材料。
[0015] 本申請的再一面還公開了本申請的復合材料的制備方法，該制備方法包括將羧基 化細菌纖維素置于蠶絲蛋白溶液中進行復合反應，與此同時，向反應液中添加交聯劑，使羧 基化細菌纖維素和蠶絲蛋白交聯復合形成復合材料。
[0016] 需要說明的是，本申請的制備方法，其關鍵在于向反應液中添加交聯劑，使羧基化 細菌纖維素和蠶絲蛋白發生交聯復合反應，至于蠶絲蛋白溶液的配制，可以采用常規的蠶 絲蛋白溶液即可，本申請優選的方案中，對蠶絲蛋白溶液的濃度進行了限定，這將在后面的 方案中詳細說明。
[0017] 優選的，復合反應具體的，在攪拌的條件下進行，邊攪拌邊反應，復合反應的時間 為 48h-60h。
[0018] 優選的，蠶絲蛋白溶液的濃度為IOwt%。
[0019] 優選的，羧基化細菌纖維素的制備方法為，將裁剪好的細菌纖維素膜放入磷酸鹽 緩沖液中，然后依次加入TEMPO、NaClOjP NaClO在55-70 °C下反應，獲得羧基化細菌纖維 素。
[0020] 需要說明的是，TEMPO、NaClOjP NaClO的加入量，以及羧基化處理的反應時間，可 以根據所需要的羧基含量而定，在此不做具體限定。
[0021] 優選的，在將裁剪好的細菌纖維素膜放入磷酸鹽緩沖液之前，還包括用去離子水 對細菌纖維素膜進行清洗，清洗后用NaOH溶液浸泡，浸泡后再用去離子水清洗至中性，然 后再剪裁，放入磷酸鹽緩沖液中進行羧基化處理。
[0022] 優選的，本申請的制備方法還包括在復合反應結束后，將復合材料置于真空凍干 機中凍干。
[0023] 本申請的有益效果在于：
[0024] 本申請的復合材料，通過交聯劑將羧基化細菌纖維素和蠶絲蛋白交聯復合，不僅 提高了復合材料的血液相容性，而且改善了復合材料的彈性和表面性能，從而解決了人工 小口徑血管血液相容性較差、堵塞率較高等問題，為人工小口徑血管的研究和應用奠定了 基礎。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本申請實施例中反應時間對羧基含量影響的統計結果圖；
[0026] 圖2是本申請實施例中TEMPO用量對羧基含量影響的統計結果圖；
[0027] 圖3是本申請實施例中NaClO用量對羧基含量影響的統計結果圖；
[0028] 圖4是本申請實施例中各個測試樣品吸附蛋白質量的測試結果圖；
[0029] 圖5是本申請實施例中不同材料在相同條件下的血小板粘附結果圖，其中a為細 菌纖維素膜的血小板粘附結果圖，b為羧基化細菌纖維素膜的血小板粘附結果圖，c為細菌 纖維素膜表面吸附了蠶絲蛋白后形成的復合材料的血小板粘附結果圖，d為羧基化細菌纖 維素膜表面吸附了蠶絲蛋白后形成的復合材料的血小板粘附結果圖，e為細菌纖維素膜表 面交聯復合蠶絲蛋白后形成的復合材料的血小板粘附結果圖，f?為羧基化細菌纖維素膜表 面交聯復合蠶絲蛋白后形成的復合材料的血小板粘附結果圖；
[0030] 圖6是本申請實施例中各個測試樣品的MTT細胞毒性試驗結果圖；
[0031] 圖7是本申請實施例中各個測試樣品的力學性能測試結果圖，其中a為斷裂拉伸 率統計結果圖，b為拉伸強度統計結果圖；
[0032] 圖8是本申請實施例中交聯復合對細菌纖維素與蠶絲蛋白，對羧基化細菌纖維素 與蠶絲蛋白的力學性能影響結果展示圖，其中a為斷裂拉伸率統計結果圖，b為拉伸強度統 計結果圖。
【具體實施方式】
[0033] 細菌纖維素具有良好的生物