技术摘要：
本发明涉及一种PGS/SF电纺人工血管及其制备方法。本发明PGS/SF电纺人工血管的制备方法，包括以下步骤：将PGS预聚物与SF溶于有机溶剂，得到纺丝液，将纺丝液进行静电纺丝，采用绕自身轴线旋转的圆柱形的接收装置接收微纳米级纤维，使微纳米级纤维缠绕于接收装置外部形成  全部
背景技术：
血管类疾病是造成人类死亡率较高的主要疾病之一，对于受损部位比较严重的患 者，通常采取血管移植物置换或旁路搭桥等外科手术，是一种有效的治疗手段。目前大中口 径人工血管(>6mm)已用于临床，如涤纶(Dacron)和膨体聚四氟乙烯(ePTFE)等采用机织或 者编织的方法制备的人工血管。小口径人工血管(<6mm)尚处于研究阶段，因其移植后与宿 主血管的顺应性不匹配，导致在吻合处形成应力集中区，出现血栓、吻合处内膜增生和动脉 瘤等问题，是移植失败的主要原因。 血管的顺应性是指其在承受血流的径向脉动压力时，管壁的扩张和收缩的能力。 人工血管的顺应性与所用材料的弹性有直接关系，一般来说材料的弹性越好，人工血管的 顺应性越优良。因此，要制备顺应性较好的小口径人工血管，选用弹性较好的生物材料是十 分必要的。 生物弹性体因其模量与人体大部分软组织器官相匹配，可用于诊断、修复或替换 机体软组织。聚癸二酸甘油酯(PGS)是一种可生物降解的非线性三维网络状热固性聚酯弹 性体，易合成，具有弹性、生物相容性和生物降解能力，是典型的生物弹性体。基于PGS良好 的性能，主要应用于软组织替代和软组织工程，比如心肌、血管、神经、软骨、视网膜、鼓膜， 另外也有用于药物转运载体、组织粘附材料的研究。 静电纺丝操作简单、成本低廉，是一种获得超细纤维的有效途径，能最大程度地模 拟体内细胞外基质，促进细胞黏附、生长与增殖，为组织再生提供了更好的环境。静电纺丝 法制备PGS存在一定的难度，由于固化交联的PGS不溶解也不熔融，不能用于制备静电纺丝， 无法找到合适的溶剂去溶解，因此PGS只能在预聚体阶段进行加工。而PGS预聚物分子量较 低，不能通过静电纺丝成型，需找到一种成纤性良好的材料辅助其形成微纳米纤维。 CN  107693846A公开了一种具有多层血管结构的仿生血管化软组织的制备方法， 其中含有的类血管通道结构，该结构的材质为聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚癸二酸丙三 醇酯和聚丙交酯-乙交酯共聚物中至少一种，其采用涂覆法制备，类血管通道结构中不含有 微纳米纤维结构。CN  107923071  A公开了一种血管移植物，包括生物可降解的支架，并公开 了PGS芯/PCL鞘结构，其生物活性有待提高，且模量较高，顺应性有待提高。CN  109876192  A 公开了一种骨修复膜及其制备方法，骨修复膜包括活性层、屏障层和固定层，活性层和固定 层的材质选自一种或多种的天然可降解材料，一种或多种合成可降解材料，或两种可降解 材料的组合；天然可降解聚合物为胶原、壳聚糖、明胶、丝素蛋白和透明质酸中的至少一种； 合成可降解聚合物为PLA、PLLA、PGA、PLGA、PGS和PHB中的至少一种。上述骨修复膜结构复 杂，且天然可降解聚合物对PGA的可纺性的影响并不明确。CN  109295545  A公开了一种刚度 可控的微纳米级取向纤维，其具有壳层和芯层，壳层利用弹性聚合物和聚氧化乙烯PEO共混 液制备，芯层利用刚性聚合物和聚氧化乙烯制备。上述微纳米级取向纤维是否具有良好的 3 CN 111714704 A 说　明　书 2/10 页 成膜性，且成膜后性能如何仍未可知，且在体内使用时，由于体内环境为水环境，PEO会溶于 水，造成纤维的溶解或降解。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种PGS/SF电纺人工血管及其制备方 法，本发明利用SF提高了PGS的可纺性和成纤维性，成功得到PGS/SF电纺人工血管，该电纺 人工血管口径小于6mm，其兼具PGS的优良弹性以及SF优异的生物学和力学性能，该电纺人 工血管固化后仍具有良好的微纳米纤维结构，其内径尺寸和机械性能可调，并具有可调节 的弹性、生物相容性、生物降解等优点，显示出其在组织工程人工血管领域巨大的应用潜 力。 本发明的第一个目的是提供一种PGS/SF电纺人工血管的制备方法，包括以下步 骤： 将PGS预聚物与SF溶于有机溶剂，得到纺丝液，将纺丝液进行静电纺丝，采用绕自 身轴线旋转的圆柱形的接收装置接收微纳米级纤维，使微纳米级纤维缠绕于接收装置外部 形成管状的PGS/SF电纺膜，纺丝完全后干燥并固化管状的PGS/SF电纺膜，得到PGS/SF电纺 人工血管；PGS预聚物与SF的质量比为0.1-100:0.1-100； PGS预聚物为癸二酸和甘油的聚合物，PGS预聚物的聚合度为1-100，数均分子量Mn 为300-6000，重均分子量Mw为1000-30000。 进一步地，PGS预聚物的制备方法包括以下步骤： 将等摩尔比的癸二酸和甘油在保护气氛下于120-140℃下加热至单体完全熔融并 混合均匀，然后在120-140℃下反应24-48h后得到PGS预聚物。 进一步地，SF的制备方法包括以下步骤： 将蚕丝在碱性溶液中煮沸以脱除丝胶，获得SF纤维，然后将SF纤维在溴化锂中处 理4-6h，再将得到的溶液透析3天以除去溴化锂，离心并干燥后得到SF。 进一步地，透析过程中，截留分子量为3500Da。采用该截留分子量，本发明制备的 PGS/SF电纺人工血管中，SF的分子量为3500Da以上。 进一步地，PGS预聚物与SF的质量之和占纺丝液的质量比(即纺丝液的浓度)为 6％-16％。优选地，PGS预聚物与SF的质量之和占纺丝液的质量比为8％-10％，更优选为 9％。纺丝液的浓度过低则不能形成纤维，纺丝液的浓度过高则溶液粘度过大造成聚合物溶 液在针头聚集导致纺丝困难。 进一步地，有机溶剂选自六氟异丙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、甲醇、甲酸、 乙酸、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮中一种或两种以上组合。优选为六氟异丙醇。由 于SF在六氟异丙醇溶解较慢，常温下PGS和SF在六氟异丙醇中的溶解时间需要2-3天，加热 搅拌可加快其溶解速度。 进一步地，静电纺丝的电压为12-15kV，接收距离为12-15cm，纺丝液流速为1-2mL/ h，静电纺丝在湿度为30-50％条件下进行。 优选地，静电纺丝时，根据每次静电纺丝所需纺丝液的质量，在注射泵上安装合适 大小的注射器，用于电纺溶液进样，用18S铁氟龙套管将连有18G针头的注射器和21G针头连 接，将高压静电发生器一端的导电线与21G针头连接以形成高压电场，接收装置为覆盖有铝 4 CN 111714704 A 说　明　书 3/10 页 箔的方形板。 进一步地，为电纺膜从接收装置上取下，静电纺丝之前，圆柱形的接收装置的表面 包覆有PEO膜；纺丝完全后将带有管状产物的接收装置在水中浸泡，以除去管状的PGS/SF电 纺膜内部的PEO膜并使管状的PGS/SF电纺膜从接收装置上脱掉。 进一步地，可将质量比为7.5％的PEO水溶液预先通过静电纺丝包覆在接收装置表 面，PEO纺丝时间为3-5min。 进一步地，圆柱形的接收装置的外径为1-6mm，长度为5-20cm，转速为20-1000r/ min。 进一步地，纺丝完全后将纺好后的电纺膜置于通风橱过夜，取出后置于真空干燥 箱以一定时间和一定温度固化，得到不同条件固化的PGS/SF膜。 进一步地，固化温度为120-140℃，固化时间为24h以下。不同的固化温度会影响 PGS微纳米级纤维的固化速率和固化程度，导致微纳米级纤维内部的结晶结构不一样，最终 影响所制备的PGS/SF电纺人工血管的综合性能。 进一步地，PGS预聚物与SF的质量比为3-7:3-7。优选地，PGS预聚物与SF的质量比 为7:3、1:1、3:7。当PGS预聚物的含量过高时，溶液粘度过大，难以进行静电纺丝，或者即使 可以勉强进行静电纺丝，但是其在接收装置接收后，静电纺丝纤维会发生严重的黏连，难以 得到具有微纳米级纤维的人工血管。当PGS预聚物的含量过低时，人工血管的弹性和力学性 能较差，影响其实际应用。 进一步地，微纳米级纤维的直径为1.5μm以下。PGS/SF电纺人工血管的内径为1- 6mm。 进一步地，以上制备方法还包括接枝肝素的步骤。 本发明的第二个目的是提供一种采用上述制备方法所制备的PGS/SF电纺人工血 管，其包括呈管状的PGS/SF电纺膜，管状的PGS/SF电纺膜包括若干微纳米级纤维，微纳米级 纤维包括PGS预聚物与SF。 PGS/SF电纺人工血管中，PGS预聚物与SF的质量比为0.1-100:0.1-100，PGS预聚物 为癸二酸和甘油的聚合物，PGS预聚物的聚合度为1-100，数均分子量Mn为300-6000，重均分 子量Mw为1000-30000。微纳米级纤维的直径为1.5μm以下。 进一步地，PGS/SF电纺人工血管表面还接枝有肝素。 借由上述方案，本发明至少具有以下优点： (1)鉴于PGS预聚物不能单独通过静电纺丝喷射形成纤维，通过混入成纤性良好的 SF膜，成功地制备了PGS/SF电纺人工血管，其为小口径人工血管。该人工血管制备技术操作 简便，可用于大规模生产。 (2)本发明的PGS/SF电纺人工血管具有较好的微纳米纤维结构，能较大程度地模 拟细胞外基质的三维网络状结构，促进细胞的粘附与增殖。且SF是一种天然高分子纤维蛋 白，能有助于提高该电纺膜的生物活性。 (3)本发明的PGS/SF电纺人工血管具有较好的力学性能，通过改变固化时间，发现 其具有可调节的机械性能。 (4)本发明的PGS/SF电纺人工血管具有与天然血管相匹配的顺应性，同时降解速 率可控，有望实现小口径人工血管的成功移植。 5 CN 111714704 A 说　明　书 4/10 页 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手 段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如 后。 附图说明 图1为不同纺丝液浓度的制备的PGS/SF电纺膜的SEM表征结果； 图2为不同PGS和SF的质量比制备的PGS/SF电纺管材在130℃固化24h的宏观形貌； 图3为不同PGS和SF的质量比制备的PGS/SF电纺管材在130℃固化24h的扫描电镜 图； 图4为不同质量比的PGS/SF电纺管材固化前后的FTIR-ATR光谱； 图5为不同质量比的PGS/SF电纺管材固化前后的X射线衍射曲线； 图6为不同质量比的PGS/SF电纺管材的应力应变曲线； 图7为不同质量比例PGS/SF管状材料缝合固位强力测试结果； 图8为不同质量比例PGS/SF管状材料的顺应性测试结果； 图9为不同质量比例PGS/SF管状材料的循环拉伸性能测试结果； 图10为不同质量比例PGS/SF管状材料在不同固化条件下的拉伸性能测试结果； 图11为PGS/SF电纺材料和接枝肝素的PGS/SF电纺材料的FTIR-ATR光谱； 图12为不同比例PGS/SF复合支架和PLCL支架的接枝肝素和为接枝肝素的BCI值； 图13为不同样品降解5周时间过程中质量的变化情况； 图14为不同样品降解5周后的SEM表征结果； 图15为不同电纺膜培养1-7天人脐静脉内皮细胞激光共聚焦图； 图16为不同电纺膜培养1-7天人脐静脉内皮细胞增殖MTT图。