CN102784015B - 一种加载有三七药物的人工血管及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加载有三七药物的人工血管及其制备方法与应用。该人工血管依次由紧密连接的内层、中间层和外层构成；外层由不可降解的聚合物材料组成；中间层由可降解高分子材料及分布于其表面和/或内部的三七粉末组成；内层由可降解天然生物材料及分布于其表面和/或内部的三七粉末组成；内层中三七粉末含量质量百分比大于5％；中间层中三七粉末的含量高于内层中三七粉末的含量。外层为不可降解层，主要作用为保护和长久替代血管；中间层为长效抗血栓层，可降解高分子可达到缓慢释放药物而起到长效抗血栓的作用；内层为快速降解层，当血管被外物穿刺损伤时，其内部包裹的三七药物将直接暴露于创口，快速止血，这尤其适用于血液透析等产品的应用。

Description

一种加载有三七药物的人工血管及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于医疗器械领域，特别涉及一种加载有三七药物的人工血管及其制备方法与应用。

背景技术

目前全球心脑血管疾病死亡人数位居所有疾病榜首，复发率最高，致残率最高。心脑血管疾病已成为危害人类健康的第一杀手。随着经济发展，生活水平提高，中国人群的生活方式和饮食结构发生显著变化，高脂肪、高蛋白、高热量的食品摄入过多，运动减少及人口老龄化加剧，心血管疾病在中国的发病率迅速增长。

人工血管作为许多严重狭窄或闭塞性血管的替代品，在心血管疾病的治疗中有重要的应用价值。理想的人工血管应在体内保持持久的强度，又具有很好的生物相容性，能与体内组织紧密亲和，最重要是血管内层具有修复作用，达到良好的抗血栓性能。目前在外科手术中，人工血管主要用于暂时性或永久性的缺损动脉或静脉置换，或作为阻塞动脉的旁路通道，以及肾衰竭患者进行血液透析时所需的动静脉搭桥通路。目前仅大口径人工血管（内径大于6mm）在血管重建手术中得到广泛的应用。这是由于小口径人工血管（内径小于6mm）术后6个月的通畅率低于40％，  在替代人体小动脉或静脉方面一直没获得满意的效果。其主要原因是由于血栓形成以及新生内膜增厚、血液阻力较大使人工血管阻塞。因此，人工血管植入后防止其管径狭窄、特别是小口径人工血管内皮化的研究已成为人工血管研究的热点和难点。目前研究主要集中在材料选择、血管内修饰和涂层及人工血管内皮化三方面。

人工血管材料表面亲水性提高，可使其界面自由能降低，减少血浆蛋白吸附，使人工血管内假膜形成薄而均匀，避免血栓形成，如在聚合物材料表面连接聚环氧乙烷（PEO）侧链，就是一种很有前途的工艺方法。在人工血管材料表面耦合肝素，也可以提高人工血管抗凝活性，但肝素能否保持长久生物活性尚须进一步研究。此外通过某些特殊涂层材料，如采用碳涂层人工血管可以减少血小板聚集，但长期通畅率并未见明显改善。还有一种采用磷脂多聚体（MPC）涂层制成的复合多聚体人工血管，在动物模型体1个月没有发现血栓和假膜形成，但长期能否抑制内膜增生仍然值得怀疑，因为MPC虽然有类似细胞膜样磷脂结构，具有抗血栓形成作用，但是多聚化合物在机体内吸附血浆蛋白的效应仍然存在，吸附蛋白的自组装作用可能会影响其长期的抗血栓活性。在实际使用中，人们发现目前人工血管的涂层支架内表面药物层仅能覆盖面积的5％～12％，载药量有限，无法做到长时释药。在实际治疗中，仍有10％左右的再狭窄发生率（见“预防心血管再狭窄纳米颗粒载药涂层支架的研究”，《东南大学学报(自然科学版)》2004年06期）。

内皮细胞种植实验广泛应用于临床仍有很大技术障碍。主要问题包括内皮细胞来源、细胞培养规模以及治疗时效性等。成熟器官已形成的血管中，内皮细胞保持一种静止、非增殖状态。新血管的形成受到严格的控制，但在创伤、缺血、炎症、伤口愈合、肿瘤生长、糖尿病性视网膜病、风湿性关节炎、牛皮癣等许多病理条件下亦可发生新的血管形成（neo-vascularization）。血管新生包括以下几个过程：①小血管(常常为毛细血管后静脉)基底膜和基质的降解，参与这一过程的有胶原酶、尿激酶型纤溶酶原激活物（urokinase-type plasminogenactivator，uPA）等；②内皮细胞在趋化因子的作用下发生迁移，碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）、血管内皮生长因子（vascularendothelial growth factor，VEGF）、白细胞介素（interleukin）8及uPA等对这一过程均具有促进作用；③内皮细胞增殖；④在内皮芽生（sprouting）的基础上形成管腔（canalization）；⑤芽生的管腔相互融合成环状血管分支，形成三维管状结构，允许血流通过；⑥血管周细胞（pericytes）进一步构建血管结构；⑦血管周围基膜的形成。

新生血管也可以通过第二种途径形成：在原先存在的血管管腔中长入柱状间质组织，随着这些柱状间质组织的继续生长和稳定，导致了血管腔的分隔及局部血管网的重建。若新生血管大于毛细血管，则血管平滑肌细胞也发生移行，并粘附至新形成的基质上。

从以上血管新生过程可知，除去人体自身的激素和酶的参与外，相关细胞的迁移和增殖具有先导性关键作用（包括内皮细胞和平滑肌细胞），同时也会贯穿血管新生的整个过程。目前，现有技术中存在较多将纤维支架应用于人工血管中，这种微纳米纤维结构非常利于细胞的迁移、贴附、生长和增殖。从而可促进内皮细胞和平滑肌细胞迁移增长来实现自我修复。

然而，在生理状态下，血液中的凝血因子不断地被激活，会产生凝血酶，形成微量纤维蛋白，沉着于血管内膜上，但这些微量的纤维蛋白又不断地被激活了的纤维蛋白溶解***所溶解，同时被激活的凝血因子也不断地被单核吞噬细胞***所吞噬。上述凝血***和纤维蛋白溶解***的动态平衡，在血管修复过程，由于血管新生内膜尚未形成，不具有正常抗凝血功能，凝血过程的因素作用下，打破动态平衡，触发凝血过程，在未形成自我修复前已形成严重血栓。因此，制备抗血栓人工血管是目前研究的热点和难点。

三七兼具活血散瘀和创口止血功效，既能抗血小板聚集和抗血栓，又能于血管破裂处快速止血。其有效成分是三七皂苷，主要是人参三醇苷Rg1。三七总皂苷（PNS）于大鼠体外或家兔体内，均能显著抑制胶原、ADP诱导的血小板聚集。大鼠静脉给药能抑制实验性血栓的形成。在凝血酶诱发的大鼠弥散性血管内凝血（DIC）模型，静脉注射Rg1能显著抑制血小板的减少和纤维蛋白降解产物（FDP）的增加，表明具有抗DIC，减少凝血因子消耗的作用。高黏血症或（和）高脂血症的病人服用生三七粉可显著降低血浆纤维蛋白原的含量。三七抑制凝血酶诱导的从纤维蛋白原至纤维蛋白的转化，并能激活尿激酶，促进纤维蛋白的溶解。三七抗血栓及抗弥散性血管内凝血（DIC）作用主要与血小板有关。其抗血栓机制可能是通过提高血管内皮细胞合成和分泌组织纤溶蛋白原微活物，以及通过抑制血小板的聚集起作用。三七总皂苷（PNS）在体外能显著抑制大鼠血小板聚集，使血小板cAMP含量明显增加，同时也抑制5-HT的释放，其血小板聚集抑制程度与5-HT释放抑制程度两者平行。

目前，没有关于将三七用于人工血管的报道。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种加载有三七药物的人工血管。

本发明的另一目的在于提供通过所述加载有三七药物的人工血管的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述的加载有三七药物的人工血管的应用。

本发明的上述目的通过下述技术方案实现：一种加载有三七药物的人工血管，依次由紧密连接的内层、中间层和外层构成，外层由不可降解的聚合物材料组成；中间层由可降解高分子材料及分布于其表面和/或内部的三七粉末组成；内层由可降解天然生物材料及分布于其表面和/或内部的三七粉末组成；内层中三七粉末含量质量百分比大于5％；中间层中三七粉末的含量高于内层中三七粉末的含量；

所述的三七粉末为三七粉末颗粒，其粒径优选为100～500nm；

所述的外层的壁厚可根据需要提供的支撑作用调整厚度，其中优选为0.2～0.4mm；

所述的不可降解的聚合物材料优选为聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、膨体聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚环氧乙烷、聚砜或聚甲醛中的一种或至少两种的混合物；

所述的中间层中三七粉末含量优选质量百分比为38～60％，其余为可降解高分子材料；

所述的管壁的中间层为纳米纤维层或薄膜层；

所述的纳米纤维层为由直径为200～2000nm的纤维丝构成，其中三七粉末颗粒包含在纤维丝内部形成鞘芯结构；

所述的薄膜层为具有至少两层的涂膜层结构，涂膜层为可降解高分子涂膜层和三七粉末涂膜层的交替结构；其中可降解高分子涂膜层靠近内层，厚度为50～100μm；三七粉末涂膜层靠近外层，厚度为200～500μm，并且所述三七粉末涂膜层中含有可降解高分子，起到粘合作用，能防止三七粉末脱落；

所述的中间层优选通过同轴电纺方法或涂膜方法得到，同轴电纺丝方法将三七粉末颗粒包裹在可降解高分子形成纤维丝内部，形成鞘芯结构；利用涂膜方法逐层成型，实现可降解高分子涂膜层和三七粉末涂膜层的交替结构；中间层能缓慢释放药物，而且起到长效抗血栓的作用；同时，中间层的存在和独特设计，还利用三七粉末的另外一个止血特性，当血管被外物穿刺损伤时，其内部包裹的三七药物将直接暴露于创口，达到快速止血的效果，这尤其适用于血液透析等产品的应用；在内层快速释药和降解后，中间层的存在能有效帮助血管内层的修复，形成功能正常的血管内层。

所述的可降解高分子材料优选为聚乳酸、聚已内酯、聚羟基乙酸、聚对苯二甲酸乙二酯、聚羟基烷基酸酯（Polyhydroxyalkanoates，PHA）、聚碳酸酯、聚乙二醇、聚羟基丁酸戊酸酯（PHBV）、聚羟基丁酸己酸酯、聚磷酸酯、聚乙烯醇、聚氧乙烷、胶原蛋白、明胶、壳聚糖、改性壳聚糖、淀粉、纤维素、改性纤维素、纤维蛋白、丝蛋白、海藻酸、硫酸软骨素、琼脂、葡聚糖或褐藻酸中的一种或至少两种的混合物；

所述的管壁的内层为纤维支架结构，纳米纤维表面积较大，具有快速降解特性，三七粉末均匀分布在所述纤维支架中，可以包含在纤维丝内部，也可以在纤维丝的表面；随着纤维支架的快速降解，三七粉末能快速释放，起到快速抗血栓的作用；

所述的构成管壁内层的纤维丝直径为200～600nm；

所述的内层优选采用静电纺丝方法制备，将均匀混有三七粉末颗粒的可降解天然生物材料进行电纺，得到纤维丝；采用可降解的天然生物材料结合三七，在手术初期，释放药物，起到快速抗血栓的作用；

所述可降解天然生物材料优选为壳聚糖、胶原蛋白、丝素蛋白、明胶、改性壳聚糖、淀粉、纤维素、改性纤维素、纤维蛋白、丝蛋白、蚕丝、海藻酸、透明质酸、硫酸软骨素、琼脂、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、葡聚糖或褐藻酸钠中的一种或至少两种混合物；

所述的内层中三七粉末含量质量百分比大于5％，  质量含量小于5％的内层抗血栓能力不明显；内层中三七粉末含量优选质量百分比为11.8～50％，其余为可降解的天然生物材料；

所述内层内径小于6mm，优选4～5mm，最优选为5mm；

一种加载有三七药物的人工血管的制备方法，包括以下步骤：

（1）外层的制备：将不可降解的聚合物材料烘干后挤出成型，冷却后得到人工血管的外层；或是将不可降解的聚合物材料熔融后，加入到模具中，冷却后脱模，得到人工血管的外层；

（2）内层的制备：通过静电纺丝的方法制备内层；

静电纺丝的方法如下：可降解的天然生物材料和三七粉末分别溶于溶剂中，得到纺丝溶液和三七药物溶液，其中可降解的天然生物材料的终浓度为质量体积比10～20％，三七粉末的终浓度为质量体积比1～10％；将纺丝溶液进行同轴静电纺丝并收集在圆柱体的接收器表面，控制电压在15～25kV、推进速度为2～8mL/h，转速为每分钟50～300转，圆柱体的直径为5～10mm，内层从接收器表面分离，得到纤维支架内层；纤维支架内层中的纤维直径为200～600nm。

（3）包裹在内层表面的中间层的制备，通过静电纺丝方法或涂膜方法制备中间层：

①用溶剂溶解可降解高分子材料和三七粉末，得到纺丝溶液，其中可降解高分子材料的终浓度为质量体积比10～20％，三七粉末的终浓度为质量体积比10～20％；将纺丝溶液进行同轴电纺，得到的纤维接收在步骤（2）制备的覆盖有内层的圆柱体上，控制电压为10～30kV、推进速度为2～6mL/h，去除残留溶剂后脱模，得到包裹在内层表面的纳米纤维中间层；纳米纤维中间层中纤维的直径为200～2000nm；

②用溶剂溶解可降解高分子材料和三七粉末，得到纺丝溶液，其中可降解高分子材料的终浓度为质量体积比10～20％，三七粉末的终浓度为质量体积比10～20％；将纺丝溶液进行静电纺丝，得到的纤维接收在圆柱体上，控制电压为10～30kV、推进速度为2～6mL/h，去除残留溶剂后脱模，得到纳米纤维中间层；纳米纤维中间层中纤维的直径为200～2000nm；中间层套在步骤（2）制备得到的内层外面，连接，得到包裹在内层表面的中间层；

③将可降解高分子材料溶于溶剂得到溶液A，其中可降解高分子材料的终浓度为质量体积比为10～20％；将三七粉末溶解于溶剂，并加入可降解高分子材料得到混合液B，其中三七粉末的终浓度为质量体积比10～20％，可降解高分子材料终浓度为质量体积比2～10％；然后，将溶液A涂膜在圆柱金属管外表面，37～50℃下放置至半干燥后再用混合液B接着涂膜，再重复使用溶液A和混合B交替涂膜0次或至少一次，成膜；于37～50℃干燥后从圆柱体上分离，得到中间层；中间层套在步骤（2）制备得到的内层外面，连接，得到包裹在内层表面的中间层；

（4）加载有三七药物的人工血管的制备：将步骤（1）制备的外层套在步骤（3）所得的包裹在内层表面的中间层外面，将各层连接，得到加载有三七药物的人工血管。

所述的三七粉末为三七粉末颗粒，其粒径优选为100～500nm；

步骤（1）中所述的不可降解的聚合物材料优选为聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、膨体聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚环氧乙烷、聚砜或聚甲醛中的一种或至少两种的混合物；

步骤（1）中所述的烘干的温度优选为60～100℃；

步骤（1）中所述的挤出成型的条件优选为：剪切速率50～120r/min；第一段温度为150～175℃，第二段温度为160～180℃，第三段温度为175～200℃；口模温度为180～190℃，通过调整口模尺寸得到不同的管材壁厚；

步骤（2）和（3）中所述的溶剂优选为甲酸、乙酸、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、六氟异丙醇、三氟乙醇、二氯甲烷、甲醇、氯仿、二噁烷、三氟乙烷、三氟乙酸或水中的一种或至少两种的混合液；

步骤（2）中所述的可降解的天然生物材料优选为胶原蛋白、丝素蛋白、明胶、壳聚糖、改性壳聚糖、淀粉、纤维素、改性纤维素、纤维蛋白、丝蛋白、蚕丝、海藻酸、透明质酸、硫酸软骨素、琼脂、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、葡聚糖或褐藻酸钠中的一种或至少两种；

所述的改性壳聚糖包括化学改性的壳聚糖和物理改性的壳聚糖；化学改性又分为酰化、羧基化、烷基化、醚化、接枝反应等，物理改性分为聚电解质复合和小分子无机物填充等；

步骤（3）中所述的可降解高分子材料优选为聚乳酸、聚已内酯、聚羟基乙酸、聚对苯二甲酸乙二酯、聚羟基烷基酸酯（Polyhydroxyalkanoates，PHA）、聚碳酸酯、聚乙二醇、聚羟基丁酸戊酸酯（PHBV）、聚羟基丁酸己酸酯、聚磷酸酯、聚乙烯醇、胶原蛋白、明胶、壳聚糖、改性壳聚糖、淀粉、纤维素、改性纤维素、纤维蛋白、丝蛋白、海藻酸、硫酸软骨素、琼脂、葡聚糖或褐藻酸中的一种或至少两种；

步骤（3）③中使用所述的溶液A得到的可降解高分子涂膜层的厚度为50～100μm；使用所述的溶液B得到的三七粉末涂膜层厚度为200～500μm；

步骤（3）②、③和步骤（4）中所述的连接方式优选为超声融合、使用不可降解缝线进行缝合或使用不可降解溶胶充填两层缝隙后交联；

所述的超声融合的功率优选为20000～30000Hz；

所述的交联的方式为UV交联或加热交联。

一种加载有三七药物的人工血管，通过上述制备方法得到；

所述的加载有三七药物的人工血管作为植入人体医疗器械在临床中进行应用。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

（1）本发明通过将药物三七复合到人工血管中，构建三层结构，包含致密层，长效抗血栓和快速降解层，实现药物的不同阶段释放（短期和长效相结合），以达到良好和持续的抗血栓效果。

（2）本发明人工血管实现三七药物在抗血栓治疗方面的直接、高效应用。

（3）本发明提供的人工血管，中间层核鞘结构的纤维丝或者含药物涂膜，均能于血管破损处快速将内部包含的三七药物释放出来，达到快速止血的作用。尤其适用于作为血液透析用人工血管。

（4）本发明提供的加载有三七药物的人工血管降低三七药物的使用剂量，毒副作用低；无需口服、注射等，效果持续稳定。

（5）本发明提供的制备方法保护核心物质的活性，避免电纺溶液体系对药物、生长因子的活性影响；其中电纺纳米纤维支架仿生结构有利于组织修复，能够更好地吸附和生长血液中干细胞、内皮细胞。

（6）电纺结构非常利于血管生长相关细胞的迁移和生长，对于血管修复具有很好的作用，起到天然的抗血栓效果。

（7）电纺结构和三七结合能实现在血管内壁原位实现抑制血小板聚集的作用，达到很好的抗血栓效果。

附图说明

图1是人工血管的立体示意图；其中1为外层，2为中间层，3为内层。

图2是人工血管的剖面示意图；其中，1为外层，2为中间层，3为内层。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

（1）外层的制备：

①将聚氨酯（BASF，1180A聚醚型聚氨酯）于70℃中恒温干燥4h，把烘干好聚氨酯物料加入到挤出机料筒中，设定加工条件：剪切速率：60r/min，第一段温度：155℃，第二段温度：165℃，第三段温度：180℃，口模温度：180℃，剪切熔融挤出后冷却成型，得到人工血管的外层，控制口模尺寸和牵引速率得到壁厚为0.2mm的管材，为人工血管的外层。

②将聚偏氟乙烯（Arkema，Kynar740）于90℃中恒温干燥4h，把烘干好聚偏氟乙烯物料加入到挤出机料筒中，设定加工条件：剪切速率：110r/min，第一段温度：175℃，第二段温度：180℃，第三段温度：190℃，口模温度：185℃，剪切熔融挤出后冷却成型，得到人工血管的外层，控制口模尺寸和牵引速率得到壁厚为0.4mm的管材，为人工血管的外层。

③将聚氨酯（BASF，1190A聚醚型聚氨酯）于80℃中恒温干燥4h，把烘干好聚氨酯物料加入到挤出机料筒中，设定加工条件：剪切速率：80r/min，第一段温度：165℃，第二段温度：170℃，第三段温度：186℃，口模温度：183℃，剪切熔融挤出后冷却成型，得到人工血管的外层，控制口模尺寸和牵引速率得到壁厚为0.4mm的管材，为人工血管的外层。

④或是将聚碳酸酯（Bayer，型号2858）颗粒10g在氮气保护下升温到200℃熔融。使用不锈钢制备两层圆柱形套筒，间距0.3mm。将熔融后的聚碳酸酯加入到管型模具的外壁中间中，并保持200℃下10min待聚碳酸酯在管壁中均匀分布。以10℃/min缓慢冷却至室温，聚合物凝固后脱模，得到人工血管的外层，该外层壁厚为0.3mm。

（2）内层的制备：

①静电纺丝的方法如下：依次将明胶（sigma，药典级）和三七粉末（云南文山三七研究院）（粒径100nm）溶解在六氟异丙醇里，明胶的浓度为质量体积比10％，三七粉末的质量体积比为10％，得到纺丝溶液。以不锈钢圆柱体为接收器，外径5mm，转速100rpm。用玻璃注射器吸取纺丝溶液，通过聚四氟乙烯导管将纺丝溶液从微量注射泵传到纺丝针尖，注射速度为2mL/h。纺丝针尖距离接收器20cm，针尖沿接收辊纵向左右来回运动，摆速为1cm/s。在针尖加上15kV电压，开始电纺。电纺结束后取下接收器，在40℃下保存在真空干燥箱中4天，除去纤维中残余溶剂，得到的纤维支架内层厚度为0.1mm，所述内层纤维丝直径为600nm。内层取出或仍覆在不锈钢圆柱体外表面。

②静电纺丝的方法如下：依次将羧甲基改性壳聚糖（Heppe Medical Chitosan，70％改性）和三七粉末（500nm）溶解在六氟异丙醇里，改性壳聚糖的浓度为质量体积比15％，三七的浓度为质量体积比2％，  得到纺丝溶液。以不锈钢圆柱体为接收器，外径5mm，转速280rpm。用玻璃注射器吸取纺丝溶液，通过聚四氟乙烯导管将纺丝溶液从微量注射泵传到纺丝针尖，注射速度为8mL/h。纺丝针尖距离接收器20cm，针尖沿接收辊纵向左右来回运动，摆速为1cm/s。在针尖加上25kV电压，开始电纺。电纺结束后取下导管，在40℃下保存在真空干燥箱中4天，除去纤维中残余溶剂，得到的纤维支架内层的厚度为0.1mm，所述内层纤维丝直径为200nm。内层取出或仍覆在不锈钢圆柱体外表面。

③静电纺丝的方法如下：依次将羧甲基纤维素钠（Sigma，分子量9万）和三七粉末（粒径300nm）溶解在六氟异丙醇里，纤维素的浓度为质量体积比20％，三七的浓度为质量体积比6％，得到纺丝溶液。以不锈钢圆柱体为接收器，外径8mm，转速150rpm。用玻璃注射器吸取纺丝溶液，通过聚四氟乙烯导管将纺丝溶液从微量注射泵传到纺丝针尖，注射速度为4mL/h。纺丝针尖距离接收器20cm，针尖沿接收辊纵向左右来回运动，摆速为1cm/s。在针尖加上20kV电压，开始电纺。电纺结束后取下导管，在40℃下保存在真空干燥箱中4天，除去纤维中残余溶剂，得到的纤维支架内层的厚度为0.1mm，所述内层纤维丝直径为400nm。内层取出或仍覆在不锈钢圆柱体外表面。

（3）中间层或包裹在内层表面的中间层的制备：

①用六氟异丙醇溶解聚乳酸（Purac，分子量24万）、三七药物和明胶（Sigma），其中聚乳酸的浓度为质量体积比10％，三七药物的浓度为质量体积比20％，明胶的浓度为质量体积比4％。以不锈钢圆柱体为接收器，外径5mm，转速100rpm，注射速度为2mL/h。纺丝针尖距离接收器20cm，针尖沿接收辊纵向左右来回运动，摆速为1cm/s。在针尖加上12kV电压，开始电纺。电纺结束后取下导管，在40℃下保存在真空干燥箱中4天，除去纤维中残余溶剂，得到纳米纤维中间层，所述纳米纤维直径为2000nm。

②用六氟异丙醇溶解聚己内酯（Sigma，分子量8万）和三七药物得到纺丝溶液，其中聚己内酯的浓度为质量体积比16％，三七药物的浓度为质量体积比15％。以步骤（2）制备的覆盖有内层的圆柱体为接收器，外径5mm，转速200rpm，注射速度为4mL/h。纺丝针尖距离接收器20cm，针尖沿接收辊纵向左右来回运动，摆速为1cm/s。在针尖加上30kV电压，开始电纺，条件同上，去除残留溶剂后脱模，得到包裹在内层表面的纳米纤维中间层，所述纳米纤维直径为600nm。

③用六氟异丙醇溶解聚乳酸、三七药物和明胶，得到纺丝溶液，其中聚乳酸的浓度为质量体积比10％，三七药物的浓度为质量体积比10％，明胶的浓度为质量体积比6％。以步骤（2）制备的覆盖有内层的圆柱体为接收器，外径5mm，转速200rpm，注射速度为6mL/h。纺丝针尖距离接收器20cm，针尖沿接收辊纵向左右来回运动，摆速为1cm/s。在针尖加上20kV电压，开始电纺，条件同上，去除残留溶剂后脱模，得到包裹在内层表面的纳米纤维中间层，所述纳米纤维直径为1000nm。

④将聚乙二醇（Sigma，分子量35000）单独溶于六氟异丙醇，浓度为16％，得到聚乙二醇溶液；将三七粉末和聚乙二醇溶于六氟异丙醇溶剂形成混合溶液，其中三七粉末的终浓度为质量体积比15％，聚乙二醇的终浓度为质量体积比5％。将聚乙二醇溶液均匀涂膜在外径5mm的圆柱体表面，40℃下放置2h至半干燥状态，再在该膜层上均匀涂膜混合溶液，形成第二层。50℃下干燥5h成型，从圆柱体上分离即得到中间层，其中聚乙二醇涂膜层厚度为100μm，三七粉末涂膜层为300μm。

⑤按④中步骤，得到涂膜第二层后，40℃下干燥2h后，再在该膜层上均匀涂膜聚乙二醇溶液，形成第三层，40℃下干燥3h后，再在第三层上均匀涂膜混合溶液，形成第四层，50℃下干燥5h后成型，从圆柱体上分离即得到中间层，其中聚乙二醇涂膜层厚度均为100μm，三七粉末涂膜层厚度均为200μm。

（4）将步骤（3）①、④或⑤得的中间层套在步骤（2）得到的内层表面，使用20000Hz频率超声融合。每隔10cm距离通过点融合的方式将内、中两层连接在一起。

（5）加载有三七药物的人工血管的制备：将步骤（1）制备的外层套在步骤（3）中②、③或步骤（4）中得到的内层和中间层已连接的管道外面，使用30000Hz频率超声融合，每隔10cm距离进行点融合，得到加载有三七药物的人工血管。

（6）在体外模拟条件下，采用步骤（5）制备的人工血管，测试药物降解情况。以剪取5cm人工血管，环氧乙烷灭菌后浸泡在0.01M磷酸盐缓冲溶（PBS溶液）中（pH约7.4），在37℃、5％CO₂细胞培养箱中放置。每隔7天使用紫外吸光仪检测溶液中游离的药物含量。结果显示，药物从浸泡第二天开始持续释放。观测到第六个月时，药物总量约释放30％，说明人工血管对药物的缓释效果非常明显。

对人工血管释放出的三七药物应用高效液相色谱（HPLC）法测定三七药物中总皂苷含量，与纯三七药物中总皂苷含量一致，平均约为11％。可见人工血管对药物活性的保留很好。

效果实施例

采用是实施例步骤（5）方法制备的人工血管，使用实验狼狗（中山大学实验动物中心）进行体内实验。人工血管外、中、内层分别以上述各层制备实施例得到的人工血管进行动物体内实验：①③②（即实施例步骤（1）①制备的外层+步骤（3）③制备中间层+步骤（2）②制备的内层）、②④③（即实施例步骤（1）②制备的外层+步骤（3）④制备的中间层+步骤（2）③制备的内层）、④⑤①（即实施例步骤（1）④制备的外层+步骤（3）⑤制备的中间层+步骤（2）①制备的内层）、③①②（即实施例步骤（1）③制备的外层+步骤（3）①制备的中间层+步骤（2）②制备的内层）、①④②（即实施例步骤（1）①制备的外层+步骤（3）④制备的中间层+步骤（2）②制备的内层）、③⑤①（即实施例步骤（1）③制备的外层+步骤（3）⑤制备的中间层+步骤（2）①制备的内层）、②②③（即实施例步骤（1）②制备的外层+步骤（3）②制备的中间层+步骤（2）③制备的内层）组合，并以②-③（即实施例1步骤（1）②制备的外层+步骤（2）③制备的内层）、-②①（即实施例1步骤（3）②制备的中间层+步骤（2）①制备的内层）、④④-（即实施例1步骤（1）④制备的外层+步骤（3）④制备的中间层）作为对照组，每组选取3只实验狼狗进行以下处理。无菌操作下，将后腿肌肉剥开暴露大动脉。选取一段约15cm长的部分，两端使用止血钳夹住后从中间截去5cm。用可降解缝线采用端位缝合的方法将无菌人工血管缝合到缺损部位。放开止血钳后观测缝合情况，无渗漏后逐层缝合伤口。采取不同时间点观察体内人工血管是否有栓塞现象。于第2月进行模拟穿刺实验。将手术部位清理干净，无菌操作下，将后腿肌肉剥开暴露人工血管。使用前端尖锐，1.0mm直径的不锈钢针以30°斜角进行穿刺，以针头戳破血管壁刚进入血管为限。然后拔出针头，观察止血情况。每组分别取一只实验狗解剖观察。实验效果如表1所示：

表1：

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种加载有三七药物的人工血管，其特征在于：所述人工血管依次由紧密连接的内层、中间层和外层构成；外层由不可降解的聚合物材料组成；中间层由可降解高分子材料及三七粉末组成；内层由可降解天然生物材料及分布于其表面和/或内部的三七粉末组成；内层中三七粉末含量的质量百分比大于5％；中间层中三七粉末的含量高于内层中三七粉末的含量；

所述的中间层为纳米纤维层；纳米纤维层由直径为200～2000nm的纤维丝构成，其中三七粉末颗粒包含在纤维丝内部形成鞘芯结构；

所述的内层为纤维支架结构，其中纤维丝直径为200～600nm。

2.根据权利要求1所述的加载有三七药物的人工血管，其特征在于：

所述的不可降解的聚合物材料为聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、膨体聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚环氧乙烷、聚砜或聚甲醛中的一种或至少两种的混合物；

所述的可降解高分子材料为聚乳酸、聚已内酯、聚羟基乙酸、聚对苯二甲酸乙二酯、聚羟基烷基酸酯、聚碳酸酯、聚乙二醇、聚羟基丁酸戊酸酯、聚羟基丁酸己酸酯、聚磷酸酯、聚乙烯醇、聚氧乙烷、胶原蛋白、明胶、壳聚糖、改性壳聚糖、淀粉、纤维素、改性纤维素、纤维蛋白、丝蛋白、海藻酸、硫酸软骨素、琼脂、葡聚糖或褐藻酸中的一种或至少两种的混合物；

所述的可降解的天然生物材料为胶原蛋白、丝素蛋白、明胶、壳聚糖、改性壳聚糖、淀粉、纤维素、改性纤维素、纤维蛋白、丝蛋白、蚕丝、海藻酸、透明质酸、硫酸软骨素、琼脂、聚乳酸‐羟基乙酸共聚物、葡聚糖或褐藻酸钠中的一种或至少两种混合物。

3.根据权利要求1所述的加载有三七药物的人工血管，其特征在于：所述的外层的壁厚为0.2～0.4mm。

4.根据权利要求1所述的加载有三七药物的人工血管，其特征在于：所述内层内径小于6mm。

5.根据权利要求1所述的加载有三七药物的人工血管，其特征在于：所述内层内径为4～5mm。

6.根据权利要求1所述的加载有三七药物的人工血管，其特征在于：所述内层中的三七粉末为三七粉末颗粒，颗粒粒径为100～500nm。

7.根据权利要求1所述的加载有三七药物的人工血管，其特征在于：所述的中间层中的三七粉末含量为质量百分比38～60％；所述的内层中的三七粉末含量为质量百分比11.8～50％。

8.权利要求1～7任一项所述的加载有三七药物的人工血管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)外层的制备：将不可降解的聚合物材料烘干后挤出成型，冷却后得到人工血管的外层；或是将不可降解的聚合物材料熔融后，加入到模具中，冷却后脱模，得到人工血管的外层；

(2)内层的制备：通过静电纺丝的方法制备内层；

静电纺丝的方法如下：可降解的天然生物材料和三七粉末分别溶于溶剂中，得到纺丝溶液和三七药物溶液，其中可降解的天然生物材料的终浓度为质量体积比10～20％，三七粉末的终浓度为质量体积比1～10％；将纺丝溶液进行同轴静电纺丝并收集在圆柱体的接收器表面，控制电压在15～25kV、推进速度为2～8mL/h，转速为每分钟50～300转，圆柱体的直径为5～10mm，内层从接收器表面分离，得到纤维支架内层；

(3)包裹在内层表面的中间层的制备，通过静电纺丝方法或涂膜方法制备中间层：

①用溶剂溶解可降解高分子材料和三七粉末，得到纺丝溶液，其中可降解高分子材料的终浓度为质量体积比10～20％，三七粉末的终浓度为质量体积比10～20％；将纺丝溶液进行同轴电纺，得到的纤维接收在步骤(2)制备的覆盖有内层的圆柱体上，控制电压为10～30kV、推进速度为2～6mL/h，去除残留溶剂后脱模，得到包裹在内层表面的纳米纤维中间层；或，

②用溶剂溶解可降解高分子材料和三七粉末，得到纺丝溶液，其中可降解高分子材料的终浓度为质量体积比10～20％，三七粉末的终浓度为质量体积比10～20％；将纺丝溶液进行静电纺丝，得到的纤维接收在圆柱体上，控制电压为10～30kV、推进速度为2～6mL/h，去除残留溶剂后脱模，得到纳米纤维中间层；中间层套在步骤(2)制备得到的内层外面，连接，得到包裹在内层表面的中间层；或，

③将可降解高分子材料溶于溶剂得到溶液A，其中可降解高分子材料的终浓度为质量体积比为10～20％；将三七粉末溶解于溶剂，并加入可降解高分子材料得到混合液B，其中三七粉末的终浓度为质量体积比10～20％，可降解高分子材料终浓度为质量体积比2～10％；然后，将溶液A涂膜在圆柱金属管外表面，37～50℃下放置至半干燥后再用混合液B接着涂膜，再重复使用溶液A和混合B交替涂膜0次或至少一次，成膜；于37～50℃干燥后从圆柱体上分离，得到中间层；中间层套在步骤(2)制备得到的内层外面，连接，得到包裹在内层表面的中间层；

(4)加载有三七药物的人工血管的制备：将步骤(1)制备的外层套在步骤(3)所得的包裹在内层表面的中间层外面，将各层连接，得到加载有三七药物的人工血管。

9.根据权利要求8所述的加载有三七药物的人工血管的制备方法，其特征在于：

步骤(2)和(3)中所述的溶剂为甲酸、乙酸、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、六氟异丙醇、三氟乙醇、二氯甲烷、甲醇、氯仿、二噁烷、三氟乙烷、三氟乙酸或水中的一种或至少两种的混合液。

10.根据权利要求8所述的加载有三七药物的人工血管的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的烘干的温度为60～100℃；

步骤(1)中所述的挤出成型的条件为：剪切速率50～120r/min；第一段温度为150～175℃，第二段温度为160～180℃，第三段温度为175～200℃；口模温度为180～190℃。

11.根据权利要求8所述的加载有三七药物的人工血管的制备方法，其特征在于：

步骤(3)②、③和步骤(4)中所述的连接方式为超声融合、使用不可降解缝线进行缝合或使用不可降解溶胶充填两层缝隙后交联；所述的超声融合的功率为20000～30000Hz；所述的交联的方式为UV交联或加热交联。