人造血管的介绍

1. 人造血管的介绍

20世纪50年代研制成功无缝的人造血管，并开始临床应用。对人造血管的要求是：物理和化学性能稳定；网孔度适宜；具有一定的强度和柔韧度；作搭桥手术时易缝性好；血管接通放血时不渗血或渗血少且能即刻停止；移入人体后组织反应轻微；人体组织能迅速形成新生的内外膜；不易形成血栓；以及令人满意的远期通畅率。

2. 人造血管是怎样诞生的？

对于制造整体器官来说，组织工程所面临的最大问题是：绝大多数器官需要自己的脉管系统，也就是血管网，来获取所需养料从而进行器官的正常工作。因此，研究人员在制造完整器官之前，必须解决如何制造血管这一难题。两年前，美国麻省理工学院的生物医药专家，用少量从家猪体内提取的细胞，制成了一条完整的“人造血管”。这是一项重大突破。
他们先从一头6个月大的家猪身上提取了少量颈动脉组织切片；然后，将平滑的动脉细胞从切片中分离出来，并用这些细胞覆盖在用可降解聚合物制成的管状框架之外；之后，将每条新制的血管放在各自的培养器皿中，这些培养器皿被称作“生物反应器”。
“他们又在反应器上安装了一个微型泵，并把它与新制成的人造血管相连。微型泵可以像人的心脏一样有规律地跳动；微型泵的脉冲作用可使动脉细胞向管状框架内移动，从而将一些细微部分包裹起来，这样会使人造血管更加结实。在这种脉冲环境中培养几个星期后，血管内壁便会生长出内壁细胞来，再继续培养若干天后就可以得到一条完整的血管了。
人工合成的血管可以像真的血管一样工作。研究人员将这种人造血管移植到家猪大腿主动脉上，在几周内该血管一直保持开放并且未发生血液凝结。这些新的人造血管对心脏替代手术来说真可谓是雪中送炭啊！

3. 人造血管的简介

汉语拼音：renzao xueguɑn人造血管英文：man-made vascular graft20世纪50年代研制成功无缝的人造血管，并开始临床应用。对人造血管的要求是：物理和化学性能稳定；网孔度适宜；具有一定的强度和柔韧度；作搭桥手术时易缝性好；血管接通放血时不渗血或渗血少且能即刻停止；移入人体后组织反应轻微；人体组织能迅速形成新生的内外膜；不易形成血栓；以及令人满意的远期通畅率。目前用于制造人造血管的原料有涤纶、聚四氟乙烯、聚氨酯和天然桑蚕丝。织造的方法有针织、编织和机织。织成管状织物后，经后处理加工成为螺旋状的人造血管，可随意弯曲而不致吸瘪。60年代出现以高分子聚四氟乙烯为原料经注塑而成的直型人造血管，商品名称为考尔坦克斯(Core-Tex)，已广泛应用于临床。以涤纶或塔氟纶为原料织制的人造血管有茸毛状的管壁。目前已经商品化的多种高分子材料大口径人造血管均已达到实用水平，包括有（1）涤纶人造血管；（2）真丝人造血管; (3)膨体聚四氟乙烯(ePTFE)人造血管。涤纶人造血管是最早使用的血管材料，且由于通畅率较高，长期以来被成功地用于大血管置换，但无法完全满足小口径人造血管的制造要求。其后研制的真丝人造血管由于其螺旋型绉缩不够稳定，易造成血管吸瘪，且保形性差、强力较低，而限制了临床的应用。国内外应用最广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与抗凝性，但顺应性较差，移植物的通畅率仅为30%，尤其是直径小于6mm的ePTFE人造血管上述缺点更加明显，远期通畅率极差。它们三者的根本缺陷在于顺应性都非常差，完全不具备人体动脉的柔韧性与弹性，这个缺陷在与小口径动脉吻合时就表现的非常明显，这也是血栓易在吻合口部位形成的主要原因。小口径人造血管的研制与开发一直是国际上近十年来的热点，但是到目前为止都没有正式的产品诞生，原因在于小口径人造血管的生物相容性和抗凝血的要求远远高于普通的大口径人造血管。而目前全世界每年有近100万的心脏病患者需要接受心脏搭桥手术，现在所用的移植血管依然是取自患者自己的人体血管，而人体自身的血管是很有限的，而且创伤也非常大，现在亟待解决的就是能够生产出符合搭桥要求的小口径人造血管，其市场前景将非常客观。近年来聚氨酯（PU)材料倍受关注，这种材料与ePTFE相比较具有更优良的生物相容性，有人认为用PU材料制作的人造血管可以解决上述问题，因此它是国外许多学者目前研究的方向。对于PU型小口径人造血管，在我国也有不少的研究报道。聚氨酯材料的微相分离结构使其具有比其它高分子材料更好的生物相容性(包括血液相容性和组织相容性)，这种结构非常类似生物体血管内壁：宏观上是十分光滑的表面，但是从微观上看，却是一个双层脂质的液体基质层，中间嵌有各类糖蛋白和糖脂质。这种宏观光滑、微观多相分离的结构使其血管壁具有优异的抗凝血性能。同时PU又具有优异的耐疲劳性、耐磨性、高弹性和高强度，因此被广泛用于生物医学材料领域，用于制作人工心脏、人工肝、介入导管及高分子控缓释药物，等等。PU用于生物体内已有多年的历史，而PU用于人造血管的研究仅10年的历史。Gupta将PU与聚酯混编在一起，制成一种与人颈总动脉顺应性极为相似的内径为4~6mm的人造血管，在犬体内试验表明植入6个月后，该血管通畅率良好，而且血管表面形成了一薄层稳定的新生内膜。Jeschke则研制出内径1.5mm, 长10mm的PU血管，将其经过碳化处理得到的PU血管与ePTFE血管进行动物实验对比，发现PU血管比ePTFE血管具备更优良的性能。虽然PU植入人体内的历史已有30年，但是迄今为止，已有的PU材料还不能满足人造血管临床应用的高标准。如在长期使用过程中发现PU在体内会出现老化降解和钙化现象，材料出现裂纹，甚至全部破坏。许多研究者对PU的降解机理进行了研究，认为PU降解机理主要为免疫反应细胞如巨噬细胞、异物巨细胞所引起的氧化降解。从我们前期所做的动物实验中，我们发现植入到狗颈动脉的小口径PU复合人造血管，2个月后行组织病理检查，发现人造血管的管壁内有较多散在的炎性细胞的侵润，进一步证实了上面的结论。因而炎性反应是诱发降解的根本因素，那么提高材料的组织相容性就是使材料不诱发或少诱发机体的炎性反应。但是当对材料进行修饰改性，提高其组织相容性时，往往又会给材料的力学性能甚至血液相容性带来负面影响。

4. 人造血管是谁研发的？

北京鼓楼医院经过多年的实验研究和临床应用，研制出一种支架型人造血管，这种主要治疗血管狭窄和动脉血管瘤的人造血管具有很高的临床应用价值，为国内外首创，具有国际先进水平。


这种人造血管是由钛镍合金制作的，因为这种金属具有形状记忆功能，在低温下它就缩小，有利于手术时置人人体血管病变处；进入人体后，由于血管内血液温度约37摄氏度，它就会扩展，恢复到原来的形状，从而达到扩张支撑血管的目的。此外，这种金属还具有耐磨、耐腐蚀等性能。人造血管内壁透明的薄膜，是由硅胶类高分子材料做成的。


1960年，上海第一医学院附属中山医院的冯友贤医生试制成功无缝皱折的真丝人造血管，手术后效果良好，这是我国第一条真丝人造血管，被外国专家誉为科学的“丝绸之路”。


1991年，苏州医学院附属第一人民医院和苏州丝织试棉厂采用织纱组织和平放、斜放相结合的综合结构，研制出的人造小血管，内壁平整，柔顺性好，强度持久，克服了以往人造血管的缺陷，经临床试验，效果良好。这种世界上最细的人造血管达到了国际先进水平，具有重大的临床应用价值。

5. 人造毛细血管是怎样产生的？

但要建造更为复杂的器官，则需要人体内最细的血管——毛细血管，这对于当今的制造技术来说是一大难题。研究人员计划采用芯片制造中的光刻技术，来建造毛细血管。微型制造系统的一位物理学家，发现最细的毛细血管直径大约为10微米，而他日常所接触的芯片大小却只有1微米。
实验小组先在一块手掌大小的硅片上，雕刻出毛细血管状相互交织的网状结构。他们在硅片表面覆盖上预先从老鼠身上提取的内皮细胞，内皮细胞会沿着已经雕刻出的网状结构生长，最终可以形成能传送液体的毛细血管；然后，研究人员用雕刻好的硅片作为模板，浇铸上可降解聚合物；再从模板上取出浇铸好的聚合物，进行分层组装，就可以形成全立体的毛细血管框架。这个过程就好像我们在家里做冰块一样，先把冷水倒进制冰块的小盒子中，放在冰箱里冻上半个小时，就可以变成相同形状的冰块了。一样的，在管状框架上覆盖内皮细胞就可以形成毛细血管，但只浇铸一次是不可能满足制造人造器官的需要。仅仅是制造人造肝脏，所需的毛细血管就要用1／4个足球场大小的模板，而目前的技术根本不可能制造出直径30米的硅片。所以研究人员希望通过将数千层毛细血管网，与肝脏细胞相连实现人造肝脏基本结构。

6. 人工血管的其他血管

碳涂层血管均匀镶嵌于血管内壁的碳原子与血管壁有机地结合成一体，与组织无反应。碳涂层微弱的负电荷排斥血小板在管壁的沉积，有效减少血栓形成；碳涂层不利于平滑肌细胞生长和播散，减少间质增生，可以显著提高血管开通率。生物混合型人工血管为解决合成材料编织的人工血管的与生物机体的更适应性，在这些高分子材料表面涂上一层生物材料，这就是生物混合型人工血管。一般所涂的人工涂层包括以下几种：白蛋白，可提高人工血管的抗凝性能；纤维连接蛋白，可促进内膜形成，进而抑制凝血的发生；胶原蛋白，能促进内膜形成，防止凝血发生，还能提高人工血管的顺应性；明胶，有促进细胞黏附和生长的功能，从而在植入后能诱导内膜形成，防止凝血。袖状血管袖状血管是用特别的袖状由电脑三维立体模型设计，优化流出道血流动力学，减少吻合口处内膜增生，显著增加开通率。且内膜附碳涂层，减少血小板沉积。

7. 人工血管的介绍

人工血管是许多严重狭窄或闭塞性血管的替代品，多是以尼龙、涤纶（Dacron）、聚四氟乙稀（PTFE）等合成材料人工制造的，适用于全身各处的血管转流术，大、中口径人工血管应用于临床已取得满意的效果。

8. 人工血管的发展历程

人工血管的制造，国外的研究，绝大多数是采取医用高分子材料进行编织。中国在50年代末，60年代初，才开始进行研究，起初是用尼龙(Nylon)织成，后因尼龙降解，在生体内植入后发生破裂而被淘汰。现在多采用涤纶(Dacron)纤维编织人工血管，己大量应用于临床，如治疗主动脉瘸，主动脉狭窄，上下腔静脉切除更换术等。2015年11月，日本国立循环器官疾病研究中心宣布，该中心研究人员成功研制出直径仅为0.6毫米的人工血管。这是目前世界最细的人工血管，有望应用于脑和心脏的血管搭桥手术等领域。 　该中心一个研究小组利用胶原蛋白遇到进入体内的异物时会将其包裹的性质，将直径0.6毫米、长2厘米的外表被硅覆盖的不锈钢丝植入大鼠后背皮下，约两个月后取出，发现不锈钢丝周围形成胶原蛋白的管状物。研究人员将管状物移植到实验鼠大腿后，观察了约六个月，发现其发挥了人工血管的作用。