Gemeinsame Materialien und Herstellung von künstlichen Blutgefäßen

Gemeinsame Materialien und Herstellung von künstlichen Blutgefäßen – Cheersonic

Die Zusammensetzung menschlicher Arterien

Menschliche Arterien bestehen aus drei Schichten Intima, Media und Adventitia. Blutgefäße mit unterschiedlichen Durchmessern und Orten haben unterschiedliche Dicken jeder Schicht. in:

Die Intima steht in direktem Kontakt mit dem Blut und besteht aus Endothelzellen in einem Bett aus Bindegewebe, das an der Basalmembran befestigt ist. Die Endothelzellschicht verhindert die Aktivierung von Gerinnungs- und Komplementfaktoren und hemmt die Adhäsion von Leukozyten und Blutplättchen. Es ist auch an der Regulierung der Vasokonstriktionsausdehnung, des Wachstums und des Gefäßumbaus beteiligt.

Die Tunica media ist die mittlere Schicht der Gefäßwand und besteht hauptsächlich aus glatten Muskelzellen (SMC), zusammen mit einer Schicht aus elastischem Gewebe und einer kleinen Menge Kollagen. Die mediale Schicht hilft den Blutgefäßen, der wiederholten Expansion und Kontraktion zu widerstehen, die durch physiologische Pulsationen des Blutflusses und des intraluminalen Drucks verursacht wird.

Die Adventitiaschicht besteht aus lockerem Bindegewebe, hauptsächlich Fibroblasten. Wenn Blutgefäße beschädigt sind, haben Fibroblasten die Fähigkeit, die Adventitia zu reparieren.

Unter diesen drei Schichten übernehmen die Medienschicht SMC, Kollagen- und Elastinfasern hauptsächlich die Funktionen, die mechanische Festigkeit und Elastizität von Blutgefäßen sicherzustellen.

Klassifizierung künstlicher Blutgefäße

Entsprechend der Größe des Kalibers werden künstliche Blutgefäße in drei Größen eingeteilt: groß, mittel und klein. Normalerweise werden solche mit einem Durchmesser von mehr als 10 mm als großkalibrig bezeichnet, solche zwischen 6 mm und 10 mm als mittelkalibrig und solche mit einem Durchmesser unter 6 mm als kleinkalibrig.

Die mechanischen Eigenschaften des idealen Stentmaterials sollten der natürlichen Arterie möglichst nahe kommen, und das Ersatzmaterial sollte elastisch, mechanisch belastbar, abbaubar und gut biokompatibel sein.

Materialien zur Herstellung künstlicher Blutgefäße

(1) Natürliche Polymermaterialien: Natürliche Polymermaterialien wie Kollagen, Gelatine, Natriumalginat, Chitosan usw. haben im Allgemeinen die Eigenschaften Ungiftigkeit, Hydrophilie, gute Zellaffinität und Biokompatibilität und sind besonders geeignet für die Herstellung von künstlichem Blut Schiffe. Diese natürlichen Polymermaterialien haben jedoch oft schlechte mechanische Eigenschaften und müssen verarbeitet werden, um die Materialanforderungen von künstlichen Blutgefäßen zu erfüllen;

(2) Synthetische Polymermaterialien: Polyester, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyurethan (PU), Polycaprolacton (PCL), Polymilchsäure-Co-Glykolsäure (PLGA) usw. wurden in der Forschung und Entwicklung von künstlichen Blutgefäßen verwendet. Synthetische Polymermaterialien haben die Vorteile kontrollierbarer Quellen, hoher Stabilität, einfacher Verarbeitung und guter mechanischer Eigenschaften. Auch die Erforschung und Verbesserung dieser traditionellen Polymerwerkstoffe ist derzeit eines der aktuellen Top-Themen;

(3) Von Tieren stammendes azelluläres Matrixmaterial: gleiche oder unterschiedliche tierische Blutgefäße oder Gekröse werden durch Enzymbehandlung, Ultraschall- oder Zentrifugationstechnologie zu azellulärer Matrix verarbeitet und dann zu künstlichen Blutgefäßen aus Gewebezüchtung verarbeitet;

Gegenwärtig werden in der klinischen Praxis große und mittelgroße künstliche Blutgefäße verwendet, die aus künstlichen Materialien wie Polyester, Polytetrafluorethylen und Naturseide hergestellt sind und zufriedenstellende Ergebnisse erzielt haben; aber bisher gibt es kein künstliches kleinkalibriges (Durchmesser <6 mm) künstliches Blutgefäß. Gefäßliste.

Die Hauptgründe sind: die schlechte Blutkompatibilität und Antikoagulationsleistung des Materials selbst, wenn es in Kontakt mit Blut kommt, werden Fibrin- und Blutplättchenablagerung in unterschiedlichem Ausmaß erzeugt, was zu Lumenstenose und Gefäßverschluss führt; Aufgrund des Blutflusses im kleinen Gefäßsystem ist die Geschwindigkeit langsam und der Blutdruck niedrig, und diese nicht abbaubaren Materialien können die Adhäsion und das Wachstum von Endothelzellen nicht unterstützen, und die künstlichen Blutgefäße können nicht so schnell wie möglich danach endothelialisiert werden Implantation, was zu vaskulärer Stenose und Embolie führt, und die langfristige Durchgängigkeitsrate von künstlichen Blutgefäßen mit kleinem Durchmesser kann nicht garantiert werden.

Derzeit ist die Erforschung kleinkalibriger Gefäßprodukte Schwerpunkt und Schwierigkeit der wissenschaftlichen Forschung von Unternehmen und Universitäten.

Aufbereitungstechnik künstlicher Blutgefäße

(1) Biobeschichtungstechnologie: Das ideale Material für künstliche Blutgefäße sollte die Eigenschaften Antithrombose, Antiplättchenaggregation, gute Histokompatibilität und keine Entzündungsreaktion aufweisen. Verbessern Sie die Adhäsion von Gefäßendothelzellen an der Innenwand von Gefäßmaterialien, verbessern Sie die Antithrombose, das Antikoagulans und verbessern Sie die langfristige Durchgängigkeit des Blutflusses;

(2) Elektrospinning-Technologie: Diese Technologie hat die Vorteile einfacher Ausrüstung, relativ niedriger Kosten, flexibler Steuerung und anderer Vorteile und wird in großem Umfang bei der Erforschung von Materialien für vaskuläre Stents verwendet. Die Elektrospinntechnologie nutzt die Wirkung eines elektrostatischen Hochspannungsfeldes, um einen geladenen Strahlstrom der Materiallösung zu bilden, der im elektrischen Feld gestreckt wird und schließlich eine Nanofaserschicht oder eine Mikrofaserschicht erhält, die einen nicht gewebten Zustand bildet. Diese Faserschicht hat eine Struktur, die der extrazellulären Matrixmembran von menschlichem Gewebe ähnlich ist, und hat die Eigenschaften einer hohen Porosität, die der Adhäsion und Proliferation von autologen Zellen förderlich ist und die Biokompatibilität von künstlichen Blutgefäßen verbessert;

(3) Tissue Engineering ist ein aufstrebendes interdisziplinäres Fach, das einen neuen Ansatz für die Gefäßtransplantation aus der Perspektive der Regeneration bietet. Das Verfahren besteht darin, Saatzellen auf Gerüsten aus natürlichem oder synthetischem Material zu inokulieren und dann durch Gewebezüchtung hergestellte Blutgefäße zu konstruieren, die in Bezug auf Morphologie und Funktion lebenden Blutgefäßen nahe kommen, und vor der Implantation eine Dezellularisierungsbehandlung durchzuführen, um das Problem der Immunabstoßung zu vermeiden.

Der Artikel stammt von Heyi Guangye Innovation Platform, Autor Du Fuchong

Cheersonic ist der führende Entwickler und Hersteller von Ultraschallbeschichtungssystemen zum Aufbringen präziser Dünnfilmbeschichtungen zum Schützen, Verstärken oder Glätten von Oberflächen auf Teilen und Komponenten für die Mikroelektronik/Elektronik, alternative Energien, Medizin und Industrie, einschließlich spezialisierter Glasanwendungen im Bauwesen und Automobil.