PVA/PAAm水凝胶人工血管材料及其血液相容性
2021-04-01邢美毅王欣悦关国平
邢美毅,王欣悦,王 璐,关国平
(东华大学 a. 纺织学院;b. 纺织面料技术教育部重点实验室,上海 201620)
心血管疾病每年造成全球死亡人数高达1 730万人,其中因冠状动脉阻塞造成的死亡占50%[1],冠状动脉搭桥术是治疗严重缺血性疾病的有效手段[2-3]。目前临床应用的小口径(直径<6 mm)血管仍以自体移植物为主[4]。但自体血管来源不足、血管尺寸不匹配以及原有疾病的限制,迫切需要研发替代品[5]。此外,存在现有的小口径人工血管产品易诱发血栓、通畅率低,与天然血管的力学性能不匹配,影响移植物远期通畅率[6-8]等问题,适用于冠状动脉搭桥的小口径人工血管产品不多。因此,开发综合性能优良的小口径人工血管仍是该领域研究的热点和难点。
聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)水凝胶是一种具有高强度、高弹性的医用水凝胶,已被广泛应用于生物医学研究领域[8-9]。聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAAm)水凝胶具有生物惰性和结构稳定性,其生物相容性好,在体内移植物、药物控制释放等生物医学领域得到应用[10-11]。因此,开发具有互穿网络结构的PVA/PAAm水凝胶,有望获得综合性能更好的生物医用水凝胶材料。本研究设计并编织了一种PET管道,以增强PVA/PAAm水凝胶人工血管材料的力学性能,并系统表征了其与血液的相容性。
1 材料与方法
1.1 试剂
PVA,丙烯酰胺(acrylamide, AAm),N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA),过硫酸铵(APS),N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(TEMED),氯化钠(NaCl),氯化钾(KCl),磷酸氢二钠(Na2HPO4),磷酸二氢钾(KH2PO4),氯化钙(CaCl2),无水乙醇,戊二醛,多聚甲醛。
1.2 方法
1.2.1 编织管的设计成型
本研究选择直径为0.25 mm的涤纶单丝在32锭编织机上编织增强管,使用直径为4 mm聚四氟乙烯管作为内撑管,编织角分别为60°、65°和70°。编织管的管径变化率[12]计算如式(1)所示。
(1)
式中:R为管径变化率,%;D1和D2分别为编织管拉伸前和伸长率为50%时的管内径,mm。
1.2.2 编织管增强的小口径水凝胶人工血管的制备
根据文献[13]中的方法,先将PVA和AAm按照5∶8的质量比在去离子水中混合成均匀的溶液。利用一次性注射器将混合溶液缓慢浇注至组装好的管状模具中,得到管状预凝胶(若制备增强水凝胶人工血管需要先将涤纶编织管固定于模具中)。……