耐穿刺人造血管用材料的制备方法及由此制得的人造血管
技术领域
本发明涉及医用材料技术领域；具体地，涉及一种耐穿刺人造血管用材料的制备方法及由此制得的人造血管。
背景技术
随着社会发展和人们饮食结构的富营养化，心血管疾病已经成为危害人类健康的第一位杀手。全世界每年死于心脑血管疾病的人数高达1500万人，居各种死因首位。血管疾病目前常使用的是血管移植的治疗手段，但是由于自体血管来源非常有限，因此临床上需要大量的人造血管作为移植替代物。目前市面上的人造血管多为进口产品，价格高昂且性能远未达到理想血管所需的性能。临床应用肾透析病例多，主流解决方法是自体血管和聚四氟乙烯人造血管。但是，自体血管的反复穿刺易导致血管损伤且难再生，而聚四氟乙烯人造血管植入后容易形成血栓，且经穿刺后的聚四氟乙烯人造血管孔隙较大容易产生渗血。因此，小口径血管的开发过程中，更需要解决长期通畅率、防渗血和耐穿刺性能等诸多问题。目前市面上出现的聚氨酯人造血管耐穿刺及防渗血性能均不理想，经过多次穿刺后力学性能下降较大且渗血明显。其中也有多层纤维复合血管，但由于纤维间存在较大的空隙导致血液从纤维间隙中渗出，即使是三层纤维结构也不能有效达到临床上防渗血的要求，满足不了临床上反复穿刺的需求；因而，为了获得性能优异的人造血管，必须对于血管进行合理选材并对结构进行优化调控。
发明内容
本发明的主要目的是为了克服现有技术中存在的上述人造血管应用时的缺陷，提供一种耐穿刺人造血管用材料的制备方法及由此制得的人造血管，本发明制备的人造血管具有优异的血液相容性，同时具有防渗血和耐穿刺性能，可有效用于血管疾病治疗中，尤其是适用于小口径血管的治疗中。
为了实现上述目的，在基础的实施方案中，本发明一方面提供一种耐穿刺人造血管用材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将聚合物溶于溶剂中，得到浓度为w/v为10～70％的聚合物溶液，室温搅拌5～48小时；
S2：将步骤S1得到的聚合物溶液置于芯轴装置上，进行静电纺丝，获得多孔的静电纺丝纤维内层，干燥5-48h，去除残留溶剂；
S3：将步骤S2获得的内层作为接收面，采用聚合物溶液进行第一次电喷、第二次电喷、…..第n次电喷，获得致密外层，形成耐穿刺所述人造血管用材料；其中，所述第一次电喷过程中包括电喷、停止、电喷、停止…..多次循环。
在一种优选的实施方案中，步骤S1中，所述的聚合物选自聚己内酯(PCL)、聚氨酯(PU)和聚丙交酯(PLA)中的一种或多种；所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)，丙酮，四氢呋喃(THF)，六氟异丙醇(HFIP)中的一种或多种；
优选地，所述的聚己内酯、聚丙交酯及聚氨酯的重均分子量为1万～100万；
更优选地，所述的聚己内酯的重均分子量为6万～30万，所述的聚丙交酯的重均分子量为5万～50万；所述的聚氨酯的重均分子量为10万～60万。
在一种优选的实施方案中，步骤S1中，所述的聚合物溶液中聚己内酯占≤20wt％，聚丙交酯占≤20wt％，聚氨酯占60wt％～100wt％。
在一种优选的实施方案中，步骤S2中，所述静电纺丝包括：将所述聚合物溶液注入注射器中，调节喷丝头与芯轴接收装置之间的距离为5～25cm；纺丝的环境温度为20～70℃，环境湿度20～60％RH，调节电压至8～40kV，溶液的给料速度为0.5～5mL/h，辊筒转速为10～1000rad/min，进行纺丝。
在一种优选的实施方案中，步骤S2中，所述纺丝时间为5-20h。
在一种优选的实施方案中，步骤S3中，电喷时采用的聚合物溶液选自聚己内酯、聚氨酯中的一种或两种。
在一种优选的实施方案中，步骤S3中，所述第一次喷涂中停止时间为5-20min，所述第一次喷涂、第二次喷涂及第n次喷涂的时间为5-50min。
在一种优选的实施方案中，步骤S3中，所述第n次喷涂的n值≥3。
在一种优选的实施方案中，步骤S3中，所述第n次喷涂的n值为3-8。即便是高浓度纺丝液仍含有大量的溶剂，单次短时间电喷可微量控制附着在纤维表面的溶液量。但是单次电喷所含有的溶质不足以完整覆盖在纤维表面形成一定厚度的致密膜，所以需要间歇重复多次，达到完整覆盖的目的的同时能使电喷溶液的溶剂有足够时间挥发。
在一种优选的实施方案中，步骤S3中，所述第一次喷涂、第二次喷涂及第n次喷涂分别采用的聚合物浓度依次增加。溶度范围均须在电喷技术可接受的范围内，即能被电场牵引喷出溶液。另外，首先将流动性较高的低浓度的溶液进行多次电喷，可让电喷液与纤维紧密无缝接触；待电喷干燥后高浓度可减少溶剂附着同时在较低时间内达到一定厚度的致密膜。
优选地，所述第一次喷涂、第二次喷涂及第n次喷涂采用的聚合物浓度分别为15-35％、18-40％及20-60％。
在一种优选的实施方案中，步骤S3中，所述第一次喷涂、第二次喷涂及第n次喷涂包括：
给料速率为0.1-5mL/h，辊筒转速为50-1000rad/min；
更优选地，环境温度为10-50℃，环境湿度为10-60％RH，电压为5-30kV。
本发明的另一个目的是提供上述制备方法制得的人造血管，包括：静电纺丝纤维内层和电喷致密外层。
在一种优选的实施方案中，所述的纤维内层厚度为1μm～1000μm，纤维直径为50nm～5000nm，致密外层厚度为1μm～1000μm；
优选地，所述的纤维内层厚度为5μm～700μm，纤维直径为50nm～3000nm，致密外层厚度为5μm～700μm；
更优选地，所述的纤维内层厚度为50μm～450μm，纤维直径为800nm～3000nm，致密外层厚度为10μm～300μm。
本发明还提供了上述制备方法制得的耐穿刺人造血管的应用，所述人造血管用于体内血管移植手术或心脏搭桥手术中。
通过上述技术方案，本发明人造血管用材料包括两层：内层为血液相容性好的静电纺丝层，外层为耐穿刺防渗血的致密层；两层膜之间结合紧密，不可分离。该人造血管用材料通过如下方法获得：将一种或多种聚合物溶解于溶剂中，得到均匀的聚合物溶液；然后将聚合物溶液纺于芯轴装置上，得到纤维膜内层；然后直接在干燥后的内层上进行电喷，获得致密的外层。本发明所提供的人造血管具有优异的生物相容性、血液相容性及柔顺性，具有防渗血及耐反复穿刺的功能；本发明所提供的方法具有操作方便、生产工艺简单且易于规模化等特点。
附图说明
图1为本发明实施例1获得的人造血管的静电纺丝内层的纤维形貌SEM示意图，
图2a为本发明实施例1获得的人造血管的SEM示意图。
图2b为图2a中A处的截面局部放大示意图。
图3为反复穿刺后强度测试仪器图。
图4为水渗漏性测试仪器图。
图5为三种人造血管反复穿刺后强度实验结果对比示意图。
图6为本发明实施例1复合人造血管反复穿刺性能随外层致密层厚度的变化示意图。
图7为三种人造血管水渗透量测试实验结果对比示意图。
图8为本发明的耐穿刺人造血管和三层结构人造血管的穿刺次数与力学性能对比。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。应当理解的是，这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
现有技术中试图利用静电纺丝技术制备多层纤维结构的人造血管。但由于纤维间以及层与层之间存在较大的空隙导致血液从纤维间隙中渗出后会使层与层之间出现剥离，即在临床上出现假性动脉瘤。也有些用于动静脉造瘘的人造血管通过减小孔隙率达到一定的防渗漏目的，但是结构上，该人造血管并不具备防渗血功能且不具备足够强度的血管壁。反复穿刺后的力学性能仍然不能满足临床上的长效应用需求。
因此，申请人研究发现，为了获得性能优异的人造血管，需要对于血管进行合理选材并对结构进行优化调控。静电纺丝技术是一项操作简便并能对材料结构进行精细调控的技术，调控尺度可从纳米至微米级，且可获得类细胞骨架矩阵的结构。因而，采用静电纺丝技术制备本发明实施例复合人造血管的内层结构，可获得促血管内膜生成的微观结构，从而获得长期通畅率；同时静电纺丝技术带来的血管独特结构使得血管壁经多次穿刺后仍能保持良好的力学性能。电喷是在纤维表面聚集，故能使接触电喷层内纤维层中的纤维融合达到与内层纤维紧密接触的效果。利用电喷技术微量喷液及高浓度溶液低溶剂含量的特点，使喷在内层纤维的溶液能且仅仅足够融合内层最表面的纤维但不能继续融合内层深层纤维。待电喷液干燥后形成初步微渗层，此时该微渗层较内层纤维的孔隙率已大大降低；然后重复微量喷液将微渗层的孔隙率逐步减小直到消除孔隙，再增大喷液量完成电喷致密外层的结构。以此获得复合人造血管。另外，通过控制聚合物溶液中溶剂的挥发速率，也可获得复合紧密的纺丝内层和致密外层结构。致密外层和纺丝内层结构可提供人造血管所需要的防渗血和耐反复穿刺的性能。
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。实施例中所用的材料可通过市售渠道获得。
实施例1
(1)溶液的配制：将PCL(重均分子量10万)和PU(重均分子量12万)溶解于HFIP中，其中重量比PCL:PU＝10:90，40℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为10％w/v的聚合物溶液，用于电纺丝备用；将PU(重均分子量15万)溶于N,N二甲基甲酰胺(DMF)与丙酮(体积比为5/5)的混合溶剂中，40℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为15、18、22％w/v的电喷溶液，用于电喷备用。
(2)静电纺丝：将(1)得到溶液注入10mL的注射器中，加上21G号不锈钢针头。调节喷丝头与辊筒之间的距离为15cm；纺丝的环境温度为40℃，环境湿度40％RH，调节电压至30kV，辊筒转速为100rad/min，溶液的给料速度为1mL/h，纺丝8h，获得复合血管的静电纺丝内层结构。
(3)将步骤(2)获得的纤维膜干燥12小时，去除过多的残留溶剂。
(4)a)调节聚合物溶液浓度为15％(w/v)，给料速率为3.0mL/h，辊筒转速为50rad/min，环境温度为50℃，环境湿度50％RH，电压30kV，进行电喷30min后停止20min。待微量的电喷液在内层纤维表面附着并与纤维进行融合，减小纤维层孔隙率。
b)电喷30min后停止20min使电喷液与纤维二次融合并进一步减少孔隙率。
c)调节浓度为18％(w/v)，给料速率为4mL/h，辊筒转速为50rad/min，电喷10min消除孔隙率并形成较薄的致密电喷膜。
d)调节浓度为22％(w/v)，给料速率为0.1mL/h，辊筒转速为80rad/min，电喷30min使电喷液在较薄的致密电喷膜表面聚集、干燥形成一定厚度的致密外层。
图1为本发明实施例1获得的人造血管的静电纺丝内层的纤维形貌SEM示意图。图2为本发明实施例1获得的复合人造血管的SEM示意图，经测量，静电纺丝纤维内层厚度为450μm，纤维直径为800nm，致密外层厚度为300μm。
实施例2
(1)溶液的配制：将PLA(重均分子量15万)和PU(重均分子量12万)溶解于HFIP中，其中重量比PLA:PU＝5:95，40℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为15％w/v的电纺溶液，用于电纺丝备用；将PU(重均分子量20万)溶于N,N二甲基甲酰胺(DMF)与丙酮(体积比为6/4)的混合溶剂中，40℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为35、40％w/v的电喷溶液，用于电喷备用。
(2)静电纺丝：将(1)得到溶液注入10mL的注射器中，加上21G号不锈钢针头。调节喷丝头与辊筒之间的距离为15cm；纺丝的环境温度为45℃，环境湿度40％RH，调节电压至25kV，辊筒转速为100rad/min，溶液的给料速度为1mL/h，纺丝10h，获得复合血管的静电纺丝内层结构。
(3)将步骤(2)获得的纤维膜干燥12小时，去除过多的残留溶剂。
(4)a)调节溶液浓度为35％(w/v)，给料速率为0.2mL/h，辊筒转速为800rad/min，环境温度为10℃，环境湿度20％RH，电压5kV，进行电喷15min后停止10min。待微量的电喷液在内层纤维表面附着并与纤维进行融合，减小纤维层孔隙率。
b)电喷15min后停止10min使电喷液与纤维二次融合并进一步减少孔隙率。
c)调节浓度为35％(w/v)，给料速率为0.1mL/h，辊筒转速为300rad/min，电喷5min消除孔隙率并形成较薄的致密电喷膜。
d)调节浓度为40％(w/v)，给料速率为1.5mL/h，辊筒转速为600rad/min，电喷20min使电喷液在较薄的致密电喷膜表面聚集、干燥形成一定厚度的致密外层。
其中，所述的纤维内层厚度为50μm，纤维直径为3000nm，致密外层厚度为10μm。
实施例3
(1)溶液的配制：将PLA(重均分子量15万)、PCL(重均分子量12万)和PU(重均分子量15万)溶解于HFIP中，其中重量比PLA:PCL:PU＝5:5:90，40℃水浴加热搅拌10小时，得到浓度为15％w/v的电纺溶液，用于电纺丝备用；将PU(重均分子量20万)溶于N,N二甲基甲酰胺(DMF)与丙酮(体积比为6/4)的混合溶剂中，40℃水浴加热搅拌10小时，得到浓度为35、40、50％w/v的电喷溶液，用于电喷备用。
(2)静电纺丝：将(1)得到溶液注入10mL的注射器中，加上21G号不锈钢针头。调节喷丝头与辊筒之间的距离为15cm；纺丝的环境温度为40℃，环境湿度40％RH，调节电压至30kV，辊筒转速为150rad/min，溶液的给料速度为1mL/h，纺丝10h，获得复合血管的静电纺丝内层结构。
(3)将步骤(2)获得的纤维膜干燥12小时，去除过多的残留溶剂。
(4)将a)调节溶液浓度为35％(w/v)，给料速率为3.5mL/h，辊筒转速为1000rad/min，环境温度为20℃，环境湿度10％RH，电压5kV，进行电喷20min后停止5min。待微量的电喷液在内层纤维表面附着并与纤维进行融合，减小纤维层孔隙率。
b)电喷20min后停止5min使电喷液与纤维二次融合并进一步减少孔隙率。
c)调节浓度为40％(w/v)，给料速率为2.8mL/h，辊筒转速为80rad/min，电喷10min消除孔隙率并形成较薄的致密电喷膜。
d)调节浓度为50％(w/v)，给料速率为1.2mL/h，辊筒转速为200rad/min，电喷30min使电喷液在较薄的致密电喷膜表面聚集、干燥形成一定厚度的致密外层。
经测量，静电纺丝纤维内层厚度为100μm，纤维直径为2000nm，致密外层厚度为80μm。
实施例4
(1)溶液的配制：将PU(重均分子量15万)溶解于N,N二甲基乙酰胺(DMAC)与丙酮(体积比为5/5)的混合溶剂中，40℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为12％w/v的电纺溶液，用于电纺丝备用；将PU(重均分子量15万)溶于N,N二甲基乙酰胺(DMAC)与丙酮(体积比为5/5)的混合溶剂中，35℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为25、35、50％w/v的电纺溶液，用于电喷备用。
(2)静电纺丝：将(1)得到溶液注入10mL的注射器中，加上21G号不锈钢针头。调节喷丝头与辊筒之间的距离为18cm；纺丝的环境温度为45℃，环境湿度35％RH，调节电压至25kV，辊筒转速为150rad/min，溶液的给料速度为1mL/h，纺丝8h，获得复合血管的静电纺丝内层结构。
(3)将步骤(2)获得的纤维膜干燥12小时，去除过多的残留溶剂。
(4)a)调节溶液浓度为25％(w/v)，给料速率为0.2mL/h，辊筒转速为60rad/min，环境温度为30℃，环境湿度10％RH，电压30kV，进行电喷15min后停止10min。待微量的电喷液在内层纤维表面附着并与纤维进行融合，减小纤维层孔隙率。
b)电喷15min后停止10min使电喷液与纤维二次融合并进一步减少孔隙率。
c)调节浓度为35％(w/v)，给料速率为1.8mL/h，辊筒转速为150rad/min，电喷20min消除孔隙率并形成较薄的致密电喷膜。
d)调节浓度为50％(w/v)，给料速率为0.5mL/h，辊筒转速为700rad/min，电喷30min使电喷液在较薄的致密电喷膜表面聚集、干燥形成一定厚度的致密外层。
经测量，静电纺丝纤维内层厚度为200μm，纤维直径为1000nm，致密外层厚度为100μm。
实施例5
(1)溶液的配制：将PLA(重均分子量20万)和PU(重均分子量15万)溶解于N,N二甲基乙酰胺(DMAC)与丙酮(体积比为5/5)的混合溶剂中，其中重量比PLA:PU＝5:95，40℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为12％w/v的电纺溶液，用于电纺丝备用；将PU(重均分子量12万)溶于N,N二甲基乙酰胺(DMAC)与丙酮(体积比为6/4)的混合溶剂中，35度水浴加热搅拌12小时，得到浓度为30、40、60％％w/v的电喷溶液，用于电喷备用。
(2)静电纺丝：将(1)得到溶液注入10mL的注射器中，加上21G号不锈钢针头。调节喷丝头与辊筒之间的距离为12cm；纺丝的环境温度为45℃，环境湿度35％RH，调节电压至30kV，辊筒转速为150rad/min，溶液的给料速度为1mL/h，纺丝8h，获得复合血管的静电纺丝内层结构。
(3)将步骤(2)获得的纤维膜干燥12小时，去除过多的残留溶剂。
(4)a)调节溶液浓度为30％(w/v)，给料速率为0.5mL/h，辊筒转速为1000rad/min，环境温度为30℃，环境湿度30％RH，电压10kV，进行电喷5min后停止10min。待微量的电喷液在内层纤维表面附着并与纤维进行融合，减小纤维层孔隙率。
b)电喷10min后停止10min使电喷液与纤维二次融合并进一步减少孔隙率。
c)调节浓度为40％(w/v)，给料速率为3.8mL/h，辊筒转速为550rad/min，电喷5min消除孔隙率并形成较薄的致密电喷膜。
d)调节浓度为60％(w/v)，给料速率为4.5mL/h，辊筒转速为800rad/min，电喷5min使电喷液在较薄的致密电喷膜表面聚集、干燥形成一定厚度的致密外层。
经测量，静电纺丝纤维内层厚度为50μm，静电纺丝纤维外层厚度为50μm，纤维直径为1500nm，致密外层厚度为50μm。
实施例6
(1)溶液的配制：将PLA(重均分子量50万)和PU(重均分子量60万)溶解于N,N二甲基乙酰胺(DMAC)与丙酮(体积比为5/5)的混合溶剂中，其中重量比PLA:PU＝10:85，40℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为30％(w/v)的电纺溶液，用于电纺丝备用；将PU(重均分子量50万)溶于N,N二甲基乙酰胺(DMAC)与丙酮(体积比为6/4)的混合溶剂中，35℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为50、20、35％(w/v)的电喷溶液，用于电喷备用。
(2)静电纺丝：将(1)得到的电纺溶液注入10mL的注射器中，加上21G号不锈钢针头。调节喷丝头与辊筒之间的距离为5cm；纺丝的环境温度为70℃，环境湿度60％RH，调节电压至40kV，辊筒转速为1000rad/min，溶液的给料速度为5.0mL/h，纺丝30h，获得复合血管的静电纺丝内层结构。
(3)将步骤(2)获得的纤维膜干燥12小时，去除过多的残留溶剂。
(4)a)调节溶液浓度为50％(w/v)，给料速率为2.5mL/h，辊筒转速为800rad/min，环境温度为30℃，环境湿度30％RH，电压10kV，进行电喷40min后停止20min。待微量的电喷液在内层纤维表面附着并与纤维进行融合，减小纤维层孔隙率。
b)电喷40min后停止15min使电喷液与纤维二次融合并进一步减少孔隙率。
c)调节浓度为20％(w/v)，给料速率为0.5mL/h，辊筒转速为100rad/min，电喷25min消除孔隙率并形成较薄的致密电喷膜。
d)调节浓度为35％(w/v)，给料速率为5.0mL/h，辊筒转速为1000rad/min，电喷20min使电喷液在较薄的致密电喷膜表面聚集、干燥形成一定厚度的致密外层。
经测量，静电纺丝纤维内层厚度为200μm，静电纺丝纤维外层厚度为300μm，纤维直径为800nm，致密外层厚度为120μm。
实施例7
(1)溶液的配制：将PLA(重均分子量5万)、PCL(重均分子量6万)和PU(重均分子量10万)溶解于HFIP中，其中重量比PLA:PCL:PU＝5:10:85，40℃水浴加热搅拌10小时，得到浓度为12％(w/v)的电纺溶液，用于电纺丝备用；将PU(重均分子量10万)溶于N,N二甲基甲酰胺(DMF)与丙酮(体积比为6/4)的混合溶剂中，40℃水浴加热搅拌10小时，得到浓度为35、40、50％(w/v)的电纺溶液，用于电喷备用。
(2)静电纺丝：将(1)得到的电纺溶液注入10mL的注射器中，加上21G号不锈钢针头。调节喷丝头与辊筒之间的距离为25cm；纺丝的环境温度为20℃，环境湿度20％RH，调节电压至8kV，辊筒转速为10rad/min，溶液的给料速度为0.5mL/h，纺丝8h，获得复合血管的静电纺丝内层结构。
(3)将步骤(2)获得的纤维膜干燥12小时，去除过多的残留溶剂。
(4)a)调节溶液浓度为35％(w/v)，给料速率为5mL/h，辊筒转速为1000rad/min，环境温度为20℃，环境湿度10％RH，电压5kV，进行电喷20min后停止5min。待微量的电喷液在内层纤维表面附着并与纤维进行融合，减小纤维层孔隙率。
b)电喷20min后停止5min使电喷液与纤维二次融合并进一步减少孔隙率。
c)调节浓度为40％(w/v)，给料速率为2.8mL/h，辊筒转速为80rad/min，电喷10min消除孔隙率并形成较薄的致密电喷膜。
d)调节浓度为50％(w/v)，给料速率为1.2mL/h，辊筒转速为200rad/min，电喷30min使电喷液在较薄的致密电喷膜表面聚集、干燥形成一定厚度的致密外层。
经测量，静电纺丝纤维内层厚度为100μm，静电纺丝纤维外层厚度为50μm，纤维直径为1800nm，致密外层厚度为10μm。
将本发明实施例1制备的复合人造血管、NicastAVflo人造血管和单层静电纺丝人造血管同时进行反复穿刺后的强度测定与水渗漏性测定。反复穿刺后的强度测试(仪器见附图3)与水渗漏性测试(仪器见附图4)均依据《中华人民共和国医药行业标准YY-0500-2004》进行测试和结果表征。
反复穿刺后的强度测试过程如下：从人工血管样品上截取一小段1.6cm的测试样本，以毫米为单位精确到士0.5mm。在样品的外表面每平方厘米上进行0、8、16和24次穿刺，穿刺过程应限制在血管圆周三分之一内。样品被反复穿刺后再测试圆周强度。每种血管均取3组，每组各4个样品，实验数据以平均值记录保存。反复穿刺后的强度测试实验结果表明：本发明实施例复合人造血管平均初始径向强度(0.0753kN/mm)均强于Nicast人造血管平均强度(0.0361kN/mm)和单层静电纺丝人造血管平均强度(0.02968kN/mm)。经反复穿刺后，复合人造血管的平均径向强度(0.0637kN/mm)均远强于Nicast人造血管平均强度(0.0294kN/mm)和单层静电纺丝人造血管平均强度(0.0204kN/mm)(见附图5)。且复合人造血管的反复穿刺后的性能随着外层致密层的厚度增加而加强(见附图6)。
水渗透性的测试过程如下：室温下，取有效长度14cm人造血管样品，以毫米为单位精确到士0.5mm。选用16G穿刺针以0.5cm间隔穿刺，分别进行0、8、16和24次穿刺后在相当于16千帕的静水压下，测单位时间内透过样本单位面积上的水渗出量。每种血管均取3组，每组各4个样品，实验数据以平均值记录保存。水渗漏性测试实验结果表明：经过穿刺后的人造血管的水渗透量均有所上升。但在相同穿刺次数情况下，本发明实施例复合人造血管的穿刺后的水渗透量低于Nicast人造血管水渗透量且远低于单层静电纺纤维人造血管水渗透量(见附图7)。实验结果证明本发明复合人造血管耐穿刺性能与防渗血性能优良。
对比例(双层耐穿刺血管和三层血管的耐穿刺性能比较)
样品1：耐穿刺人造血管——制备方法同实施例1；
样品2：三层结构人造血管——三层结构，制备方法如下：
(1)溶液的配制：将PCL(重均分子量10万)和PU(重均分子量12万)溶解于HFIP中，其中重量比PCL:PU＝10:90，40℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为8％(w/v)的电纺溶液，用于电纺丝备用；将PU(重均分子量15万)溶于N,N二甲基甲酰胺(DMF)与丙酮(体积比为5/5)的混合溶剂中，40℃水浴加热搅拌12小时，得到浓度为18、24、40％(w/v)的溶液，用于电喷备用。
(2)静电纺丝：将(1)得到的电纺溶液注入10mL的注射器中，加上21G号不锈钢针头。调节喷丝头与辊筒之间的距离为12cm；纺丝的环境温度为40℃，环境湿度40％RH，调节电压至30kV，辊筒转速为100rad/min，溶液的给料速度为1mL/h，纺丝18h，获得复合血管的静电纺丝内层结构。
(3)将步骤(2)获得的纤维膜干燥12小时，去除过多的残留溶剂。
(4)a)调节溶液浓度为18％(w/v)，给料速率为3.0mL/h，辊筒转速为50rad/min，环境温度为50℃，环境湿度50％RH，电压30kV，进行电喷30min后停止20min。待微量的电喷液在内层纤维表面附着并与纤维进行融合，减小纤维层孔隙率。
b)电喷30min后停止20min使电喷液与纤维二次融合并进一步减少孔隙率。
c)调节浓度为24％(w/v)，给料速率为4mL/h，辊筒转速为50rad/min，电喷10min消除孔隙率并形成较薄的致密电喷膜。
d)调节浓度为40％(w/v)，给料速率为0.1mL/h，辊筒转速为80rad/min，电喷30min使电喷液在较薄的致密电喷膜表面聚集、干燥形成一定厚度的致密层。
(5)将(4)所获得的致密中层结构作为接受面，同步骤(2)进行静电纺丝5h后干燥12h以上，得到静电纺丝纤维外层，最后获得三层复合结构人造血管。经测量，静电纺丝纤维内层厚度为450μm，静电纺丝纤维外层厚度为300μm，纤维直径为800nm，致密中层厚度为300μm。
以下为两种样品的区别之处
从样品1和2上截取一小段1.6cm的测试样本，以毫米为单位精确到士0.5mm。在样品的外表面每平方厘米上进行0至15次穿刺，穿刺过程应限制在血管圆周三分之一内。样品被反复穿刺后再测试圆周强度。每种血管均取15组，每组各3个样品，实验数据以平均值记录保存。
反复穿刺后的强度测试实验结果表明：耐穿刺人造血管平均初始径向强度(0.07142kN/mm)均强于三层结构人造血管平均强度(0.06814kN/mm)。经反复15次穿刺后，耐穿刺人造血管的平均径向强度(0.04351kN/mm)均强于三层结构人造血管平均强度(0.03352kN/mm)，如图8所示，虽然三层结构人造血管的厚度较耐穿刺人造血管更厚，但耐穿刺人造血管中的致密层厚度增加使其反复穿刺后的径向强度强于三层结构人造血管。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
