Искусственный материал для кровеносных сосудов

Кровеносная система человека состоит из трех частей: крови, кровеносных сосудов и сердца. Кровеносные сосуды служат мостиками, последовательно соединяющими органы и сердце, и служат каналами, по которым кровь доставляет питательные вещества к различным частям тела. Поэтому их часто называют сердечно-сосудистой системой. Поражения, возникающие в этих областях, называются сердечно-сосудистыми заболеваниями. Сердечно-сосудистые заболевания являются наиболее распространенным заболеванием, угрожающим здоровью человека, и по своей распространенности занимают первое место среди различных болезней в мире. В настоящее время в нашей стране ежегодно умирает около 2,6 миллиона человек от сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний, в среднем около 300 смертей в час. По мере старения населения нашей страны заболеваемость, рецидивы и смертность от этих болезней будут расти. Они ложатся тяжелым экономическим и духовным бременем на общество и семью.
Причины сердечно-сосудистых заболеваний в основном делятся на две категории:
1. Патологические изменения функции кровеносных сосудов, вызванные физиологическим старением органов человека.
Например, атеросклероз приводит к сужению и закупорке артерий, инсульты — к атеросклерозу сонных артерий, болезни сердца — к коронарному атеросклерозу и т. д. Эти заболевания в основном возникают у пожилых людей;
2. Заболевания сосудов, вызванные повреждением или болезнью тканей человека.
Например, резка острыми инструментами приводит к повреждению и разрыву артерий и вен, аневризме почечной аорты, аневризме подвздошной кости, расширению сосудов, вызванному расширением аневризмы нисходящей грудной аорты. Когда кровеносные сосуды не могут нормально функционировать из-за атеросклероза, старения или повреждения, для лечения необходимо использовать хирургические процедуры, такие как трансплантация, шунтирование или вмешательство с применением заменителей кровеносных сосудов.
Идеальный искусственный материал для кровеносных сосудов, являющийся постоянным имплантатом для человеческого тела, должен обладать хорошей биосовместимостью, включая:
1. Не может вызывать аномальный иммунитет, отторжение и аллергические реакции;
2. Отсутствие негативной реакции на функцию роста клеток, отсутствие тератогенного эффекта или эффекта двойникования;
3. Нетоксичен, не повреждает соседние ткани, не вызывает опухолей, не вызывает коагуляции, гемолиза, денатурации белков крови, повреждения тромбоцитов и т.д.;
4. Химически инертен, не вызывает денатурации под воздействием крови и жидкостей организма, не имеет аномального биоразложения, приводящего к потере прочности;
5. После имплантации функции материала не будут нарушены, на него не повлияет биологическое воздействие и старение, он может выдерживать физические изменения, вызванные физическими нагрузками, и не будет впитывать осадок.
6. Во-вторых, для того чтобы трансплантат мог выдерживать силу, получаемую во время и после имплантации, обеспечивать долгосрочную проходимость кровеносных сосудов и выдерживать периодическое пульсирующее давление, вызванное систолическим и диастолическим давлением, он также должен обладать соответствующими механическими свойствами, достаточной усталостной прочностью, а искусственный кровеносный сосуд должен иметь сходство с замененным кровеносным сосудом.
Анастомоз между искусственным кровеносным сосудом и кровеносным сосудом хозяина накладывается с помощью швов. Поэтому искусственный кровеносный сосуд должен обладать определенной прочностью шва, чтобы его край мог выдержать растягивающую нагрузку хирургической нити во время операции по трансплантации, не порвался и не ослаб.
Готовый продукт искусственного кровеносного сосуда должен иметь различные формы и размеры, быть стерильным, легко обрабатываться и сшиваться во время операции. Его размер и форма должны быть стабильными, устойчивыми к вытяжению, изгибу и сжатию, а также быстро возвращаться в исходную форму после деформации под воздействием внешней силы. Внешняя поверхность искусственного кровеносного сосуда должна иметь определенную степень шероховатости, чтобы облегчить прикрепление и рост окружающих клеток. В то же время стенка трубки должна иметь подходящую пористость, которая может не только препятствовать проникновению крови, но и пропускать мелкие молекулы.
Таким образом, для создания искусственных кровеносных сосудов Используемые материалы должны отвечать следующим основным требованиям:
(1) Материал должен обладать достаточной механической прочностью и быть абсолютно безопасным, чтобы выдерживать пульсацию кровяного давления в течение длительного времени;
(2) Материал должен обладать хорошей биосовместимостью и антикоагулянтными свойствами;
(3) Материал обладает способностью противостоять бактериальной адгезии и предотвращать инфекцию;
(4) Гибкость и эластичность материала соответствуют кровеносному сосуду человека;
(5) Материал пористый, что способствует росту эндотелиальных клеток;
(6) Простота эксплуатации.

В настоящее время в клинической медицине используются такие материалы для искусственных кровеносных сосудов, как полиэстер, политетрафторэтилен, полиуретан и натуральный шелк. Среди них материал из чистого натурального шелка тутового дерева недостаточно стабилен из-за спиральной усадки, что легко приводит к разрушению сосудов и плохому сохранению формы. В клинической практике он больше не используется самостоятельно.

 

Когда полиэстер используется в качестве биомедицинского материала, его биомеханические свойства, химическая стабильность и биосовместимость лучше, чем у других полимерных материалов, но его совместимость с кровью плохая, поверхность легко коагулирует, а его разлагаемость плохая, и его трудно полностью разложить и переварить организмом. поглощать. Полиэфирный материал имеет гладкую поверхность, плотно расположенные внутренние молекулы, хорошую износостойкость и светостойкость, устойчивость к коррозии кислот и щелочей, высокую прочность, хорошую эластичность, теплостойкость и термостабильность лучше, чем у других синтетических волокон. Благодаря симметричной молекулярной структуре и высокой кристалличности, в макромолекулярной структуре нет высокополярных групп, поэтому гидрофильность и поглощение влаги низкие. Хотя низкогидрофильная структура обладает высокой проницаемостью для жидкостей человеческого тела, она может ограничивать направление тканевой жидкости. Материал проникает внутрь, но легко вызывает побочные реакции, такие как коагуляция и тромбоз.
Когда искусственные кровеносные сосуды из дакрона вступают в контакт с кровью, помимо адсорбции растворимых белков стенкой трубки, происходит адгезия тромбоцитов, образование тромбов и интерференция фибрина, что становится новым интерфейсом в полости трансплантационного материала.

 

Этот особый интерфейс кровотока не только не способствует заживлению тканей, но и представляет собой жидкую поверхность, склонную к тромбообразованию, и риск длительного использования при низкой скорости кровотока выше. Поэтому полиэфирный искусственный кровеносный сосуд подходит для замены крупных кровеносных сосудов, но он не является лучшим материалом для замены или замещения мелких кровеносных сосудов в организме.

 

PTFE обладает превосходной химической стойкостью, устойчивостью к высоким и низким температурам, сопротивлением старению, низким трением, диэлектрическими свойствами, антипригарными свойствами и физиологической инертностью, что позволяет использовать его во многих областях, таких как химическая промышленность, машиностроение, электротехника, строительство и медицина. Стал незаменимым специальным материалом. Благодаря отличной биосовместимости, он редко образует тромбы и подходит для имплантации в искусственные кровеносные сосуды человека. Они могут длительное время совмещаться с человеческими тканями, обладают хорошей кровопроницаемостью и микропористой структурой, позволяющей естественным тканям расти и развиваться. Клеточный метаболизм. В искусственных кровеносных сосудах среднего и малого диаметра в прошлом в основном использовался интегрально формованный расширенный политетрафторэтилен (ePTFE).

 

В последние годы большое внимание привлекают полиуретановые (ПУ) материалы, поскольку они обладают хорошей податливостью и эластичностью, а также отличными антитромботическими свойствами. Эксперименты показали, что по сравнению с эптфэ кровеносные сосуды из полиуретана эндотелизируются за более короткое время, а толщина неоинтимы явно больше, чем у эптфэ кровеносных сосудов. Полиуретан обладает высокой эластичностью, высоким модулем упругости и хорошей совместимостью с кровью. В качестве материала для протезирования он может быть совместим с принимающей артерией. Хотя полиуретан в определенной степени подвержен гидролизу, а внутри и снаружи материала может происходить кальцификация, что влияет на эластичность, он все же является идеальным материалом для искусственных кровеносных сосудов малого диаметра.

 

В настоящее время искусственные кровеносные сосуды большого диаметра достигли хороших результатов в клиническом применении, но искусственные кровеносные сосуды малого диаметра не могут соответствовать требованиям клинического использования из-за образования тромбов и стали объектом исследований в сосудистой области. По мере углубления исследований в искусственных сосудах малого калибра стали использоваться различные натуральные и синтетические материалы, такие как модификация поверхности материалов, например полиэстера, использование композитных материалов и применение технологии многослойного плетения. Некоторые исследователи используют технологию имплантации эндотелиальных клеток для эндотелизации искусственных кровеносных сосудов, то есть аутологичные сосудистые эндотелиальные клетки высаживаются на стенку просвета искусственных кровеносных сосудов. После культивирования ткани образуется эндотелиальная поверхность полости, что позволяет повысить антитромботическую способность и разработать новый способ исследования искусственных кровеносных сосудов.

В настоящее время искусственные кровеносные сосуды не могут полностью заменить биологические кровеносные сосуды, но источник биологических кровеносных сосудов и отторжение инородных тел ограничивают их применение в широких масштабах. Поэтому искусственные кровеносные сосуды всегда будут оставаться важным материалом для лечения сосудистых заболеваний. В настоящее время исследования материалов для искусственных кровеносных сосудов все больше и больше склоняются к биохимии и соединению с различными материалами, чтобы сделать их более похожими на организмы или направить организмы на выращивание новых кровеносных сосудов, чтобы достичь эффекта лечения, аналогичного биологическим кровеносным сосудам.
Свяжитесь с нами сейчас!
Мы принимаем индивидуальные услуги, обычно мы свяжемся с вами в течение 24 часов. Вы также можете написать мне по электронной почте info@longchangchemical.com в рабочее время (с 8:30 до 18:00 UTC+8 пн.-сб.) или воспользоваться чатом на сайте, чтобы получить быстрый ответ.
Эта статья была написана отделом исследований и разработок Longchang Chemical. При копировании и перепечатке, пожалуйста, указывайте источник