人造血管,英文:man-made vascular graft,20世紀(jì)50年代研制成功無縫的人造血管，并開始臨床應(yīng)用。對人造血管的要求是:物理和化學(xué)性能穩(wěn)定;網(wǎng)孔度適宜;具有一定的強度和柔韌度;作搭橋手術(shù)時易縫性好;血管接通放血時不滲血或滲血少,且能即刻停止;移入人體后組織反應(yīng)輕微;人體組織能迅速形成新生的內(nèi)外膜;不易形成血栓;以及令人滿意的遠(yuǎn)期通暢率。目前用于制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?？棾晒軤羁椢锖?，經(jīng)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(xiàn)以高分子聚四氟乙烯為原料經(jīng)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(yīng)用于臨床。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(jīng)商品化的多種高分子材料大口徑人造血管均已達(dá)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，且由于通暢率較高，長期以來被成功地用于大血管置換，但無法完全滿足小口徑人造血管的制造要求。其后研制的真絲人造血管由于其螺旋型縐縮不夠穩(wěn)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(yīng)用。國內(nèi)外應(yīng)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(yīng)性較差，移植物的通暢率僅為30%，尤其是直徑小于6mm的ePTFE人造血管上述缺點更加明顯，遠(yuǎn)期通暢率極差。它們?nèi)叩母救毕菰谟陧槕?yīng)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(xiàn)的非常明顯，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制與開發(fā)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(chǎn)品誕生，原因在于小口徑人造血管的生物相容性和抗凝血的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于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(shù)，現(xiàn)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(chuàng)傷也非常大，現(xiàn)在亟待解決的就是能夠生產(chǎn)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(guān)注，這種材料與ePTFE相比較具有更優(yōu)良的生物相容性，有人認(rèn)為用PU材料制作的人造血管可以解決上述問題，因此它是國外許多學(xué)者目前研究的方向。對于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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)非常類似生物體血管內(nèi)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(zhì)的液體基質(zhì)層，中間嵌有各類糖蛋白和糖脂質(zhì)。這種宏觀光滑、微觀多相分離的結(jié)構(gòu)使其血管壁具有優(yōu)異的抗凝血性能。同時PU又具有優(yōu)異的耐疲勞性、耐磨性、高彈性和高強度，因此被廣泛用于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域，用于制作人工心臟、人工肝、介入導(dǎo)管及高分子控緩釋藥物，等等。PU用于生物體內(nèi)已有多年的歷史，而PU用于人造血管的研究僅10年的歷史。Gupta將PU與聚酯混編在一起，制成一種與人頸總動脈順應(yīng)性極為相似的內(nèi)徑為4~6mm的人造血管，在犬體內(nèi)試驗表明植入6個月后，該血管通暢率良好，而且血管表面形成了一薄層穩(wěn)定的新生內(nèi)膜。Jeschke則研制出內(nèi)徑1.5mm, 長度為10mm的PU血管，將其經(jīng)過碳化處理得到的PU血管與ePTFE血管進(jìn)行動物實驗對比，發(fā)現(xiàn)PU血管比ePTFE血管具備更優(yōu)良的性能。

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雖然PU植入人體內(nèi)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(yīng)用的高標(biāo)準(zhǔn)。如在長期使用過程中發(fā)現(xiàn)PU在體內(nèi)會出現(xiàn)老化降解和鈣化現(xiàn)象，材料出現(xiàn)裂紋，甚至全部破壞。許多研究者對PU的降解機理進(jìn)行了研究，認(rèn)為PU降解機理主要為免疫反應(yīng)細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、異物巨細(xì)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(fā)現(xiàn)植入到狗頸動脈的小口徑PU復(fù)合人造血管，2個月后行組織病理檢查，發(fā)現(xiàn)人造血管的管壁內(nèi)有較多散在的炎性細(xì)胞的侵潤，進(jìn)一步證實了上面的結(jié)論。因而炎性反應(yīng)是誘發(fā)降解的根本因素，那么提高材料的組織相容性就是使材料不誘發(fā)或少誘發(fā)機體的炎性反應(yīng)。但是當(dāng)對材料進(jìn)行修飾改性，提高其組織相容性時，往往又會給材料的力學(xué)性能甚至血液相容性帶來負(fù)面影響。我國的人造血管,武漢攻克"人造血管"國際難題:眼前這條健康活潑的小狗體內(nèi)，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(xué)家率先研制出來，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(xué)院副院長徐衛(wèi)林和華中科技大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院血管外科歐陽晨曦博士歷時兩年聯(lián)手研制的。徐衛(wèi)林院長介紹，幾年前，兩人開始合作研發(fā)小口徑人造血管，用特殊的高分子材料與天然蠶絲材料制成。隨后，協(xié)和醫(yī)院在1歲小狗"晶晶"身上進(jìn)行替換試驗，將5厘米長、4毫米內(nèi)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。在武漢科技學(xué)院實驗室看到，這些人造血管的內(nèi)徑僅2毫米~6毫米，白色膠質(zhì)，富有彈性。據(jù)徐衛(wèi)林說，人造血管可造福人類健康。當(dāng)人體某部位血管因老化、栓塞或破損等不能正常供血時，需切除并用血管代用品置換。目前，直徑大于6毫米的人造血管已普及，但小于6毫米的小口徑血管的研制成為國際難題。歐陽晨曦介紹，人造血管越細(xì)越貴，15厘米長的8毫米內(nèi)徑的人造血管價值4000元，4毫米內(nèi)徑的將達(dá)萬元。該成果若通過人體試驗，有望用于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(shù)等。據(jù)北京理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副院長楊榮杰教授介紹，理工大學(xué)成功研發(fā)出直徑6毫米以下的小口徑血管后，首先由阜外醫(yī)院在一條狗身上進(jìn)行實驗，22個月未發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。到目前為止，共進(jìn)行了9例狗動脈植入試驗，除手術(shù)致死進(jìn)行病理分析以外，其余全部存活。根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在一定數(shù)量動物身上進(jìn)行實驗并成功后，這項技術(shù)就可以進(jìn)行人類臨床實驗。據(jù)了解，全球每年有超過60萬人需要進(jìn)行血管重建手術(shù)。其中大于6毫米的"人造血管"已經(jīng)實現(xiàn)了商品化，而小于6毫米的小口徑血管制備則成為一個國際性的難題。北京理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院采用絲素蛋白為基本原料，制備出了3-5厘米抗凝血材料及小口徑血管樣品。

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楊教授表示，下一步，這項技術(shù)將走出實驗室，嘗試產(chǎn)業(yè)化，由現(xiàn)在的人工生產(chǎn)轉(zhuǎn)為機械化生產(chǎn)，放大到公斤級制備。實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后，這種"人造血管"的本至少能降低50%，使更多患者能夠接受。可分享下德國新技術(shù):德國科學(xué)家利用3D立體打印技術(shù):德國科學(xué)家日前利用3D立體打印技術(shù)成功研制出了一種人造血管。該項研究成果將有望被用于人體試驗和藥物測試。 經(jīng)過多年的不懈探索，這一難題現(xiàn)在已經(jīng)被德國弗勞霍夫研究所的科學(xué)家們攻克。他們運用化合高分子材料結(jié)合能夠有效抵抗排異反應(yīng)的生物分子制作出了一種特殊的"印刷墨水"，其印制出來的物質(zhì)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后能夠形成一種有彈性的固體，方便科學(xué)家根據(jù)人類血管構(gòu)造將其雕塑成3D立體人造血管。實際上，3D立體打印技術(shù)的精細(xì)度十分驚人。為了制造出相似度最高的人造血管，科學(xué)家還運用了雙光子聚合技術(shù)，利用鐳射光刺激人造血管材料分子交聯(lián)化，之后將成形的血管植入細(xì)胞內(nèi)壁。隨著生物醫(yī)療技術(shù)的飛速發(fā)展，科學(xué)家們已經(jīng)成功制造出了人造腸道和人造氣管等小型人體器官。但大型人造器官的制造卻頻頻遭遇瓶頸，其主要原因是缺乏制造毛細(xì)血管的相應(yīng)技術(shù)，進(jìn)而不能給大型人造器官輸送必要的養(yǎng)料，也就不能維持其正常存活和運行。據(jù)悉，此項研究成果將有力推動大型人體器官的制造。雖然移植人造器官的夢想還很遙遠(yuǎn)，不過人體器官制造技術(shù)的飛速發(fā)展可以給人類醫(yī)學(xué)研究帶來更有效、更人道的實驗手段，譬如研發(fā)新藥物時用人造器官取代動物來做實驗。

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