人造血管

人造血管

英文：man-made vascular graft

20世紀50年代研製成功無縫的人造血管，目前用於製造人造血管的原料有滌綸、聚四氟乙烯、聚氨酯和天然桑蠶絲。

織造的方法有針織、編織和機織。織成管狀織物后，經后處理加工成為螺旋狀的人造血管，可隨意彎曲而不致吸癟。60年代出現以高分子聚四氟乙烯為原料經注塑而成的直型人造血管，商品名稱為考爾坦克斯(Core-Tex)，已廣泛應用於臨床。以滌綸或塔氟綸為原料織制的人造血管有茸毛狀的管壁。

目前已經商品化的多種高分子材料大口徑人造血管均已達到實用水平，包括有（1）滌綸人造血管；（2）真絲人造血管; (3)膨體聚四氟乙烯(ePTFE)人造血管。

滌綸人造血管是最早使用的血管材料，且由於通暢率較高，長期以來被成功地用於大血管置換，但無法完全滿足小口徑人造血管的製造要求。其後研製的真絲人造血管由於其螺旋型縐縮不夠穩定，易造成血管吸癟，且保形性差、強力較低，而限制了臨床的應用。國內外應用最廣泛的人造血管材料是膨化聚四氟乙烯，它具有很好的生物相容性與抗凝性，但順應性較差，移植物的通暢率僅為30%，尤其是直徑小於6mm的ePTFE人造血管上述缺點更加明顯，遠期通暢率極差。它們三者的根本缺陷在於順應性都非常差，完全不具備人體動脈的柔韌性與彈性，這個缺陷在與小口徑動脈吻合時就表現得非常明顯，這也是血栓易在吻合口部位形成的主要原因。

小口徑人造血管的研製與開發一直是國際上近十年來的熱點，但是到目前為止都沒有正式的產品誕生，原因在於小口徑人造血管的生物相容性和抗凝血的要求遠遠高於普通的大口徑人造血管。而目前全世界每年有近100萬的心臟病患者需要接受心臟搭橋手術，現在所用的移植血管依然是取自患者自己的人體血管，而人體自身的血管是很有限的，而且創傷也非常大，現在亟待解決的就是能夠生產出符合搭橋要求的小口徑人造血管，其市場前景將非常客觀。

近年來聚氨酯（PU)材料倍受關注，這種材料與ePTFE相比較具有更優良的生物相容性，有人認為用PU材料製作的人造血管可以解決上述問題，因此它是國外許多學者目前研究的方向。對於PU型小口徑人造血管，在我國也有不少的研究報道。

聚氨酯材料的微相分離結構使其具有比其它高分子材料更好的生物相容性(包括血液相容性和組織相容性)，這種結構非常類似生物體血管內壁：宏觀上是十分光滑的表面，但是從微觀上看，卻是一個雙層脂質的液體基質層，中間嵌有各類糖蛋白和糖脂質。這種宏觀光滑、微觀多相分離的結構使其血管壁具有優異的抗凝血性能。同時PU又具有優異的耐疲勞性、耐磨性、高彈性和高強度，因此被廣泛用於生物醫學材料領域，用於製作人工心臟、人工肝、介入導管及高分子控緩釋藥物，等等。

PU用於生物體內已有多年的歷史，而PU用於人造血管的研究僅10年的歷史。Gupta將PU與聚酯混編在一起，製成一種與人頸總動脈順應性極為相似的內徑為4~6mm的人造血管，在犬體內試驗表明植入6個月後，該血管通暢率良好，而且血管表面形成了一薄層穩定的新生內膜。Jeschke則研製出內徑1.5mm, 長10mm的PU血管，將其經過碳化處理得到的PU血管與ePTFE血管進行動物實驗對比，發現PU血管比ePTFE血管具備更優良的性能。

雖然PU植入人體內的歷史已有30年，但是迄今為止，已有的PU材料還不能滿足人造血管臨床應用的高標準。如在長期使用過程中發現PU在體內會出現老化降解和鈣化現象，材料出現裂紋，甚至全部破壞。許多研究者對PU的降解機理進行了研究，認為PU降解機理主要為免疫反應細胞如巨噬細胞、異物巨細胞所引起的氧化降解。從我們前期所做的動物實驗中，我們發現植入到狗頸動脈的小口徑PU複合人造血管，2個月後行組織病理檢查，發現人造血管的管壁內有較多散在的炎性細胞的侵潤，進一步證實了上面的結論。因而炎性反應是誘發降解的根本因素，那麼提高材料的組織相容性就是使材料不誘發或少誘發機體的炎性反應。但是當對材料進行修飾改性，提高其組織相容性時，往往又會給材料的力學性能甚至血液相容性帶來負面影響。

武漢攻克“人造血管”國際難題

漢網 2007-01-23 08:47:42 稿件來源：武漢晨報

漢網消息（記者劉莉）眼前這條健康活潑的小狗體內，有一段微型血管是人造的，你相信嗎？這段直徑4毫米的人造血管，由武漢科學家率先研製出來，去年11月成功植入小狗“晶晶”頸部動脈。目前，“晶晶”存活狀況良好。

這一成果是由武漢科技學院副院長徐衛林和華中科技大學附屬協和醫院血管外科歐陽晨曦博士歷時兩年聯手研製的。

徐衛林介紹，兩年前，兩人開始合作研發小口徑人造血管，用特殊的高分子材料與天然蠶絲材料製成。去年11月，協和醫院在1歲小狗“晶晶”身上進行替換試驗，將5厘米長、4毫米內徑的人造血管植入“晶晶”頸部動脈。目前，人造血管與小狗“晶晶”血管吻合效果好，“晶晶”存活狀況良好。

昨日，記者在武漢科技學院實驗室看到，這些人造血管的內徑僅2毫米~6毫米，白色膠質，富有彈性。

據徐衛林說，人造血管可造福人類健康。當人體某部位血管因老化、栓塞或破損等不能正常供血時，需切除並用血管代用品置換。目前，直徑大於6毫米的人造血管已普及，但小於6毫米的小口徑血管的研製成為國際難題。

歐陽晨曦介紹，人造血管越細越貴，15厘米長的8毫米內徑的人造血管價值4000元，4毫米內徑的將達萬元。該成果若通過人體試驗，有望用於多種血管疾病的治療，如心血管疾病、避免截肢的腿部搭橋手術等。

北京理工大學研發成功直徑6毫米以下的“人造血管”，並且正在一條狗身上進行實驗，將進一步應用於人類臨床實驗。這項技術填補了國際空白，有助於心臟病的治療。

據北京理工大學材料科學與工程學院副院長楊榮傑教授介紹，理工大學成功研發出直徑6毫米以下的小口徑血管后，首先由阜外醫院在一條狗身上進行實驗，22個月未發現堵塞現象。到目前為止，共進行了9例狗動脈植入試驗，除手術致死進行病理分析以外，其餘全部存活。根據國家相關標準，在一定數量動物身上進行實驗並成功后，這項技術就可以進行人類臨床實驗。

據了解，全球每年有超過60萬人需要進行血管重建手術。其中大於6毫米的“人造血管”已經實現了商品化，而小於6毫米的小口徑血管製備則成為一個國際性的難題。北京理工大學材料科學與工程學院採用絲素蛋白為基本原料，製備出了3—5厘米抗凝血材料及小口徑血管樣品。

楊教授表示，下一步，這項技術將走出實驗室，嘗試產業化，由現在的人工生產轉為機械化生產，放大到公斤級製備。實現產業化后，這種“人造血管”成本至少能降低50%，使更多患者能夠接受。(記者方芳)

徠德國科學家利用3D立體列印技術

德國科學家日前利用3D立體列印技術成功研製出了一種人造血管。該項研究成果將有望被用於人體試驗和藥物測試。經過多年的不懈探索，這一難題現在已經被德國弗勞霍夫研究所的科學家們攻克。他們運用化合高分子材料結合能夠有效抵抗排異反應的生物分子製作出了一種特殊的“印刷墨水”，其印製出來的物質經化學反應后能夠形成一種有彈性的固體，方便科學家根據人類血管構造將其雕塑成3D立體人造血管。

實際上，3D立體列印技術的精細度十分驚人。為了製造出相似度最高的人造血管，科學家還運用了雙光子聚合技術，利用鐳射光刺激人造血管材料分子交聯化，之後將成形的血管植入細胞內壁。

隨著生物醫療技術的飛速發展，科學家們已經成功製造出了人造腸道和人造氣管等小型人體器官。但大型人造器官的製造卻頻頻遭遇瓶頸，其主要原因是缺乏製造毛細血管的相應技術，進而不能給大型人造器官輸送必要的養料，也就不能維持其正常存活和運行。

據悉，此項研究成果將有力推動大型人體器官的製造。雖然移植人造器官的夢想還很遙遠，不過人體器官製造技術的飛速發展可以給人類醫學研究帶來更有效、更人道的實驗手段，譬如研發新藥物時用人造器官取代動物來做實驗。