一種人工生物帶瓣膜血管及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物醫學工程學領域，涉及一種人工生物帶瓣膜血管及其制備方法， 尤其涉及一種用于重建和修復右心室-肺動脈連接的人工生物帶瓣管道，及采用丹寧酸交 聯處理生物帶瓣管道的方法。
【背景技術】
[0002] 我國先天性心臟病發病率約為6%。_9%。，居出生缺陷的首位，每年新發先心病患 兒約20萬，現存先心病患兒超過200萬，其中復雜型先天性心臟病占20%。相當一部分復 雜先天性心臟病病變累及右心室流出道，如嚴重法洛四聯征、D-大動脈轉位、共同動脈干、 右心室雙出口以及肺動脈閉鎖等。應用帶瓣膜管道建立或恢復右心室流出道-肺動脈連續 性，是外科矯治上述心臟畸形的常規術式之一，目前已廣泛應用于許多復雜型先天性心臟 病右心室流出道重建以及Ross手術（羅斯手術）中。
[0003] 右心室流出道重建術的臨床療效與其所選帶瓣管道材料的種類和性能密切相關。 以往已有多種類型的帶瓣管道材料相繼應用于臨床，包括合成材料管道、豬主動脈瓣或肺 動脈瓣管道、心包管道等。但受制于材料本身的局限性，現有帶瓣管道的臨床療效并不十分 理想，未能完全滿足臨床需求，如牛心包和豬心臟瓣膜的瓣葉較厚，質地偏硬，需要較大的 壓力使瓣膜充分打開，不適合靜脈系統的低壓環境；心包組織呈纖維狀，心包材料的瓣葉易 磨損等。
[0004] 近年來，牛頸靜脈因具有天然三葉瓣結構、抗返流性能良好、適合人體右心系統的 低壓環境、來源充足等優點而逐漸成為心臟外科右室流出道重建替代材料之一，應用前景 廣闊。美國美敦力公司采用傳統交聯劑戊二醛固定牛頸靜脈而成的Contegra管道是目前 唯一獲美國FDA(美國食品藥品監督管理局）批準進入市場的牛頸靜脈帶瓣管道產品。雖 然該產品具有血流動力學功能良好、易于外科操作且來源充足等優點而在國際上處于絕對 壟斷地位，但由于我國對境外牛源生物制品的限制因素，該產品一直未能在國內市場應用， 加之國內市場尚無同類商業化產品可供選擇，因此牛頸靜脈管道材料未能在我國心臟外科 領域正式應用。此外，近來越來越多的臨床實踐表明Contegra管道存在遠期管壁鈣化、遠 端吻合口狹窄及管道瘤樣擴張致管道失功衰敗等問題。
[0005] 上述并發癥可能與戊二醛處理有關，戊二醛作為異種材料交聯劑有它自身的缺 點。首先，其只對膠原纖維有一定交聯作用，但對其它組分如彈性纖維和蛋白多糖等無交 聯作用；第二，其容易導致生物組織中鈣鹽沉積即鈣化。鈣化的組織會變硬變脆，影響組織 的活動并容易撕裂、穿孔，導致生物材料耐久性差，患者必須接受二次手術將鈣化的組織取 出，這樣不僅有一定的危險性，而且給患者增加了不必要的痛苦。如何減輕戊二醛交聯的生 物材料鈣化是近二十年來人們研究的重點內容，從清除組織中引起鈣化的脂質、細胞碎片， 中和組織中殘余的戊二醛和競爭抑制鈣離子吸收等角度也找到了一些有效的處理方法，但 其操作復雜，且其長期的效果仍在觀察中。
[0006] 丹寧酸（tannic acid，TA)是一種植物多酸（藥典上又稱蹂酸），屬于 galloyl-glucose家族，其水溶性好，適當劑量對人體無毒害作用。近年來，丹寧酸逐漸在生 物醫學工程領域用于異種材料的制備。丹寧酸可通過氫鍵結合穩定彈力纖維等。牛頸靜脈 管壁含大量彈力纖維（主要分布在管壁內膜下層與中層），彈力纖維降解可引起管壁瘤樣 擴張改變與鈣化。對經戊二醛固定的牛頸靜脈帶瓣管道進行丹寧酸改性處理，有望提高其 抗鈣化性能。
[0007] 此外，在我們的實驗研究中還發現，牛頸靜脈血管壁的彈性較大，抗張能力較弱， 若對瓣膜處管壁不加以約束，對于肺動脈壓力較高的患者，存在管壁過度擴張而導致瓣膜 關閉不全、返流的風險。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在于，提供一種生物相容性和抗鈣化性能良好、結構設計合理、抗張 能力較強、手術操作簡便的人工生物帶瓣膜血管及其制備方法，尤其提供一種能防止彈性 纖維降解，顯著地抑制鈣化發生，并能進一步提高交聯后組織材料力學性能的丹寧酸交聯 處理方法。
[0009] 本發明提供一種人工生物帶瓣膜血管的制備方法，所述制備方法包括：
[0010] 獲取帶有天然瓣膜的血管；
[0011] 進行丹寧酸交聯處理步驟，即使用丹寧酸溶液作為交聯劑對所述帶有天然瓣膜的 血管的生物組織進行交聯處理。
[0012] 可選擇地，所述丹寧酸交聯處理步驟包括使用丹寧酸溶液浸泡所述帶有天然瓣膜 的血管，交聯條件為18-40°C下0-200轉每分鐘（rpm)搖動浸泡所述帶有天然瓣膜的血管 24-96小時。
[0013] 可選擇地，所述丹寧酸溶液由赫佩斯液（Hepes液）或磷酸鹽緩沖液溶解配制，濃 度為0· 1-0. 6%質量體積比，pH值為4. 0-7. 0。
[0014] 可選擇地，所述丹寧酸溶液可以為丹寧酸和戊二醛的混合液，由赫佩斯液Ofepes 液）或磷酸鹽緩沖液溶解配制，丹寧酸濃度為〇. 1-0. 6 %質量體積比，戊二醛濃度為 0· 2-L 0%質量體積比，pH值為4. 0-7. 0。
[0015] 可選擇地，所述丹寧酸交聯處理步驟前，可以進行戊二醛固定處理步驟，即使用赫 佩斯液（Hepes液）溶解的戊二醛溶液對所述帶有天然瓣膜的血管進行固定處理。
[0016] 可選擇地，所述戊二醛固定處理步驟包括：
[0017] (1)使用濃度為0. 5-1. 0%、pH值為5. 0-8. 0的戊二醛溶液浸泡所述帶有天然瓣 膜的血管，浸泡溫度為4-25Γ，浸泡時間為2天；
[0018] (2)將步驟（1)所得血管再使用濃度為0· 2-0. 5%、pH值為5. 0-8. 0的戊二醛溶 液浸泡，浸泡溫度為4-25°C，浸泡時間為7天以上。
[0019] 可選擇地，浸泡的方式為所述帶有天然瓣膜的血管完全浸沒于溶液中，使血管與 液體完全接觸；或者使用縫合線、結扎線、夾子等對血管兩端進行結扎處理，排空血管腔內 氣泡，使溶液充盈于整個血管內腔；或者，也可連接于使血管內液體流動的裝置進行動態處 理。
[0020] 可選擇地，所述赫佩斯液Ofepes液）的濃度為30-80mM，pH值為5. 0-8. 0。
[0021] 可選擇地，所述制備方法還包括在所述帶有天然瓣膜的血管的瓣膜部位外包覆醫 用高分子材料層；和
[0022] 在所述醫用高分子材料層的表面縫制血流方向指示箭頭。
[0023] 本發明還提供一種由上述的制備方法制備的人工生物帶瓣膜血管，所述人工生物 帶瓣膜血管包括：
[0024] 一段經丹寧酸交聯處理步驟處理過的帶有天然瓣膜的血管；
[0025] 在所述帶有天然瓣膜的血管的瓣膜部位外包覆的醫用高分子材料層；和
[0026] 在所述醫用高分子材料層的表面縫制的血流方向指示箭頭。
[0027] 可選擇地，所述帶有天然瓣膜的血管來源于四足動物的動脈血管或靜脈血管，其 中包括一個或多個瓣膜。
[0028] 可選擇地，所述靜脈血管為牛頸靜脈，具有完整的天然瓣膜結構，其中包括兩瓣葉 結構或三瓣葉結構。
[0029] 可選擇地，所述牛頸靜脈長度為4-16cm，直徑為6-28mm。
[0030] 可選擇地，所述醫用高分子材料層采用醫用縫合線縫合或生物粘合劑粘結的方式 包覆在所述帶有天然瓣膜的血管的瓣膜部位外。
[0031] 可選擇地，所述醫用高分子材料層為醫用聚酯編織物。
[0032] 可選擇地，所述聚酯編織物覆蓋所述帶有天然瓣膜的血管的長度為1. 5-6cm。
[0033] 可選擇地，所述血流方向指示箭頭由醫用縫合線縫制而成。
[0034] 其中，所述丹寧酸交聯處理方法包括使用丹寧酸溶液浸泡所述帶有天然瓣膜的血 管。在一具體實施例中，所述丹寧酸溶液由赫佩斯液（Hepes液）或磷酸鹽緩沖液溶解配制， 濃度為〇. 1-0. 6%質量體積比，pH值為4. 0-7. 0 (其中5. 5-6. 0為佳），交聯條件為18-40°C 下0-200轉每分鐘（rpm)搖動浸泡24-96小時，丹寧酸溶液以每厘米血管長度對應不少于 5mL的量使用。在另一具體實施例中，所述丹寧酸溶液