高分子化合物紡織人造血管技術的探究

　　“紡織人造血管”系采用高分子化合物的紡織材料，通過紡織機械，應用紡織技術制成的管狀物體，再經造紋處理形成360°可彎曲，而不會發生扭曲和萎陷的柔軟的螺旋形紡織管狀織物。它的功能是當人體血管阻塞、創傷斷裂、動脈縮窄或患動脈瘤需切除時，可用相應口徑的人造血管接上，以挽救人的生命。

　　1人造血管材料的發展

　　人造血管的研制開始于20世紀初，各國學者首先采用金屬、玻璃、聚乙烯、硅橡膠等材料制成的管狀物進行大量動物實驗，但因其易在短期內并發腔內血栓而未能在臨床上得到廣泛應用。1952年Voorhees[2]首先研究將維綸制成人造血管，改變了以往人工血管管壁的無通透性。接著，Voorhees,Blakemore以及Jaretzki做了大量的臨床實驗，研制了帶有網孔的人造血管，這是血管代用品發展史上的一個里程碑。隨著纖維材料和醫學生物材料的不斷發展，繼Voorhees之后，各國工作者研究出各種材料，各種加工方法生產的空隙的人造血管并用于動物實驗和臨床。隨后，專家們測試了很多材料，如PVC,PAN,絲綢，尼龍以及粘膠纖維。PAN和尼龍制得的人造血管會在體內退化，因此這兩種材料很快被淘汰。

　　目前人造血管使用最多的原料是合成纖維，如聚酯、聚四氟乙烯纖維，它們結構穩定性好，在人體內可長期工作而不發生降解。

　　2人造血管的研究現狀

　　國外人造血管的研究現狀

　　國外人造血管經過一個長時期的發展已趨于成熟，目前，已經開發了成型的移植無縫管狀人造血管，并且可以隨著長度逐漸改變直徑。這種形狀和直徑的變化是通過不斷改變經紗根數，使用計算機控制的提花織機來完成的。這種技術省略了織造后加工的過程，尤其適用于如分叉織物的織造。在拉舍爾經編針織機上可織造管狀和交叉管狀人造血管。目前許多研究正集中在半導體纖維的應用，特別是在可吸收的雙組份纖維、表面改性和三維支架的應用上。

　　我國人造血管的研究現狀

　　近年來，我國對人造血管的研制和開發所取得的成效和突破主要表現在以下幾個方面：(1)人造血管的生物力學性能表征。在我國，雖然上世紀60年代就自行開發了第一代的真絲人造血管，但目前市場仍以進口人造血管為主。影響產品開發的因素固然是很多方面的，但對人造血管的生物力學基本性能研究嚴重匱乏是主要原因之一。(2)開發了系列經編人造血管，并且從人造血管的整體層面和單纖維層面的紡織結構和力學性能，對人造血管的管壁結構和性能的變化進行了研究。(3)近年來，隨著人們對生活質量要求的提高，醫學模式的轉變，外科治療原則的總體趨勢也開始想微創簡捷的方向發展。針對動脈擴張性疾病，國內出現了微創的血管腔內療法，其原理是通過血管內植入金屬支架，人造血管復合體移植物，從而將病變段血管隔絕于正常循環血流之外。該療法創傷小，恢復快，并發癥小，具有簡捷微創、療效確實的優點。

　　3人造血管研制及使用中存在的主要問題

　　制約我國人造血管研制的主要因素

　　據調查，現在我國各大醫院的臨床手術中，所采用的人造血管多為進口。基于這種情況，分析限制我國人造血管研發的因素主要有三個方面。一是我國高分子材料發展的限制，如用于小直徑人造血管開發的聚氨酯類產品，用于血管組織工程基布的具有良好生物性能的可降解材料的發展都不盡人意。二是各行業之間缺乏良好的合作，人造血管的研究開發是一個涉及材料工程、生物工程、醫學和紡織工程等各個學科的交叉學科，需要各個學科專門人才突破行業間的隔閡，密切合作，共同眼界，才能取得較大進展。其三，缺乏對人造血管生物力學性能表征的研究，在研究開發過程中沒有合適的測試手段對產品的質量進行體外檢測和評價，只通過短期的動物實驗進行研究。

　{page_break}

　　人造血管使用中存在的主要問題

　　紡織人造血管由于加工和后整理方面的原因造成的血管質量問題主要表現有：滲血嚴重、抗脫散性能差、自我支持結構不良、易塌陷、縱向和徑向的順應性差等。最大孔徑與抗滲透性是實現手術中不滲血和手術后細胞生長的基本要素。織物的滲透性和織物的密度，組織結構以及所用紗線的結構都有很大的關系。目前國內制造的人造血管中存在的重要問題是織物的抗滲透能力還比較差。雖然通過種種方法以后，織物的厚度有的可以達到要求，但滲透性依然是今后研究的重要方面。

　　因此必須充分認識國內外人造血管研究的差距和限制我國人造血管發展的制約條件，加大我國產品開發的力度，盡早實現系列產品的國產化。

　　4人造血管今后研究的重點

　　解決小口徑人造血管通暢率的技術

　　理想的人造血管應有良好的組織相容性、抗血栓性、物理穩定性、抗感染性和便于外科醫生使用。小口徑人造血管存在的主要問題是人造血管完全沒有抗血栓性，血液流經內腔時，由于血流量小，流速慢，在人造血管腔面易形成附壁血栓，隨之血凝亢進，血流更緩慢，血栓層增厚，最終導致人造血管閉塞。晚期平滑肌的過渡增生使內膜增厚，小口徑血管腔變得更窄，也是造成血管重建失敗的一個主要原因。

　　改進生物材料表面與血液的相容性

　　增加聚合物表面親水性，可降低聚合物與血液成分的相互作用。聚合物表面親水性提高，可使其界面自由能降低，血漿蛋白量少且易分解，從而阻止血栓形成。聚合物表面的親水性可通過多種方法得以提高，其中在表面接枝聚環氧乙烷側鏈已證明是一種有廣泛前途的方法。

　　材料表面引入生物活性物質

　　在外源性材料表面固化某些干擾血液與材料表面相互作用的物質，可改善其與血液的相容性。雖然許多生物活性物質已被應用，但大多數工作集中在抗凝劑肝素的固化方法。

　　人造血管材料的表面偽飾

　　由于血液與正常血管腔面不發生相互作用，血管內皮細胞被認為是一種完美的血液相容性表面。因此，許多學者嘗試在外源材料，尤其是人造血管表面覆蓋內皮細胞以及改善其與血液的相容性。雖然用生物材料表面偽飾是改善血液相容性的一種巧妙和有效手段，但這種表搜面的穩定性還存在著問題。實驗證明利用促進內皮細胞粘附的物質如纖維蛋白、纖維蛋白原或抗內皮細胞抗體是一種有效使內皮細胞核人工合成材料穩定結合的途徑。

　　人造血管對于血管移植起著相當重要的作用。目前已有不同直徑的形狀的人造血管，根據血管的不同部位，采用不同的材料和加工方法，使其具有相應的特性，這在一定程度上滿足了人民的需要。隨著生活水平和醫療水平的提高。由于人造血管移入體內后就作為人體的一部分，它必須具有良好的彈性和脫散性，適宜的對血液的滲透性能，對于不斷地伸張與收縮的抗疲勞性，對于人體組織與體液的抗老化性等，這些性能都有待于進一步的測試與研究。