人造血管

汉语拼音：renzao xueguɑn 　　

英文：man-made blood-vessel 　　

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;作移入手术时易缝性好；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。 　　

制造人造血管的原料有尼龙、涤纶、塔氟纶和天然桑蚕丝。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。

       人造血管能代替的主要功能是输送血液。现主要用于置换中、大动脉，作用是以人造血管来连接血管的两断端，使血液循环得以恢复。如何防止血栓形成是植入人造血管的关键问题。目前的人造血管大都是采用聚酯纤维或聚四氟乙烯纤维编织成的具有一定孔隙的皱状管子，把它植入体内，可形成一层假内膜，不再引起凝血和栓塞，较好地解决了防止血栓形成的问题。新近出现的一种用能被机体吸收的材料与不吸收的材料交叉编织，或在大孔隙织物上涂覆可吸收材料（如骨胶原纤维）的人造血管，它便于假内膜加速生长，效果更好。

人造血管(1)人造血管材料的进展 

人造血管的研制开始于20 世纪初，各国学者首先采用金属、玻璃、聚乙烯、硅橡胶等材料制成的管状物进行大量动物实验，但因其易在短期内并发腔内血栓而未能在临床上得到广泛应用。1952年Voorhees首先研究将维纶制成人造血管，改变了以往人工血管管壁的无通透性。 

接下来的几年中，Voorhees，Blakemore以及Jaretzki 做了大量的临床试验， 研制了带有网孔的人造血管，这是血管代用品发展史上的一个里程碑。随着纤维材料和医学生物材料的不断发展，继Voorhees 之后，各国科研工作者研究出各种材料，各种加工方法生产的有孔隙的人造血管并用于动物实验和临床。 

随后，专家们测试了很多材料，如PVC（聚氯乙烯）， 聚丙烯腈（ 腈纶）， 丝绸， 尼龙以及粘胶。聚丙烯腈（腈纶）和尼龙制得的人造血管会在体内退化，因此这两种材料很快被淘汰。PTFE（聚四氟乙烯） 长丝直径比较大，其制得的人造血管不论是机织还是针织都较硬较重， 因此较难缝合，其实用性不如聚酯（涤纶） 人造血管。在中、小直径人造血管中，过去较多使用整体成型的膨体聚四氟乙烯（ePTFE），但其人造血管的顺应性较差，临床资料表明ePTFE 人造血管的通畅率仅为30%。近年来聚氨酯（PU）材料倍受关注，因为这种材料具备良好的顺应性和弹性，具有优良的抗血栓性。与ePTFE 血管对比实验表明，PU 血管在更短的时间内实现了内皮化，而且新生内膜厚度明显比ePTFE血管内膜薄。 

(2) 人造血管织造方法及技术的进展 

机织人造血管应用了较长一段时间后，又出现了针织人造血管。从总体上看，针织物结构较松，柔顺性好，易于操作，不易脱边，有较好的缝合稳定性。但由于空隙大，渗透性较大，植入前需用患者的血液进行预凝。机织物结构紧密，强度高，空隙率低，无需预凝。但其刚度较大，手术中处理较困难，且切开端容易散边，缝合强度较低。 

为了增进假器植入后的愈合，20世纪70年代出现了机织和针织丝绒型假器，其内外表面都有伸出的纱圈，后由于渗透性大和抗张强度低而被淘汰；为了增加假器的纵向延伸性和侧向挠曲性，防止由于肢体弯曲造成假器弯折，阻碍血液的流动，导致血栓形成，现在大部分大直径的机织和针织人造血管采用了圆周向的波纹；为了改善血管的弹性和柔顺性，日本学者采用弹性纱和非弹性纱通过针织或编织制成具有类似天然血管弹性的管状组织，改善了假器的顺应性。 

1978 年，Herring等人首先报道了使用内皮细胞种植技术对人造血管进行内皮化，从而开辟了人工血管研究的新途径。即将自体血管内皮细胞种植在人造血管的腔壁上，经过组织培养，使其形成内皮化的腔面，以增强抗血栓能力。 

20 世纪80年代血管织造技术又有了新进展，主要就是将更多的缎纹浮点混合到机织的丝绒结构当中。事实证明，这样做有其临床价值：既可以改善初期的血栓粘连又可以改善体内后期的组织附着。 

20 世纪90 年代，Parodi首先应用可被球囊扩张的覆有涤纶的支架治疗仪AAA 并获得成功，这种治疗仪适合腔内治疗，减少了手术开刀的风险性，揭开了血管外科领域新的一页。 

腔内隔绝术用人造血管是超薄超强纤维织物与金属支架结合的复合体，其中织物部分可用天然丝（真丝）或合纤丝（聚酯、聚乙烯、聚四氟乙烯），一般采用机织方法生产，也可采用含微孔的薄膜，如超薄聚四氟乙烯、聚氨酯薄膜等。因为在手术时需要将人造血管经股动脉或肱动脉通过导管送入病变位置，所以要求人造血管必须控制在一定的厚度以内， 一般不超过0.12mm。同时， 为了保证血管植入时不发生渗漏，织物的渗透率必须严格控制，所有这些对织造提出了很高的要求。^[1]

我国的人造血管

中国普遍采用桑蚕丝或涤纶丝织制的人造血管，效果良好。人造血管的类型有直型，分叉的丫型和多支型等，口径3～24毫米。口径小于4毫米的通畅率过低极少应用于临床。直型的人造血管常应用于四肢、胸腔或腹腔，丫型大多作腹主动脉移植，多支型的主要用作心脏的主动脉弓的调换。 　　

ascular prosthesis一种修复和替代生物血管的假体。由于与血液直接接触使用，必须满足血液相容性的要求，即有抗凝血性和不影响血液的组成和性质。

北理工的研究成果

北京理工大学研发成功直径6毫米以下的“人造血管”，并且正在一条狗身上进行实验，将进一步应用于人类临床实验。这项技术填补了国际空白，有助于心脏病的治疗。 　　

据北京理工大学材料科学与工程学院副院长杨荣杰教授介绍，理工大学成功研发出直径6毫米以下的小口径血管后，首先由阜外医院在一条狗身上进行实验，22个月未发现堵塞现象。到目前为止，共进行了9例狗动脉植入试验，除手术致死进行病理分析以外，其余全部存活。根据国家相关标准，在一定数量动物身上进行实验并成功后，这项技术就可以进行人类临床实验。 　　

据了解，全球每年有超过60万人需要进行血管重建手术。其中大于6毫米的“人造血管”已经实现了商品化，而小于6毫米的小口径血管制备则成为一个国际性的难题。北京理工大学材料科学与工程学院采用丝素蛋白为基本原料，制备出了3—5厘米抗凝血材料及小口径血管样品。 　　

杨教授表示，下一步，这项技术将走出实验室，尝试产业化，由现在的人工生产转为机械化生产，放大到公斤级制备。实现产业化后，这种“人造血管”的本至少能降低50%，使更多患者能够接受。

德国科学家利用3D立体打印技术

德国科学家日前利用3D立体打印技术成功研制出了一种人造血管。该项研究成果将有望被用于人体试验和药物测试。 经过多年的不懈探索，这一难题现在已经被德国弗劳霍夫研究所的科学家们攻克。他们运用化合高分子材料结合能够有效抵抗排异反应的生物分子制作出了一种特殊的“印刷墨水”，其印制出来的物质经化学反应后能够形成一种有弹性的固体，方便科学家根据人类血管构造将其雕塑成3D立体人造血管。 　　

实际上，3D立体打印技术的精细度十分惊人。为了制造出相似度最高的人造血管，科学家还运用了双光子聚合技术，利用镭射光刺激人造血管材料分子交联化，之后将成形的血管植入细胞内壁。 　　

随着生物医疗技术的飞速发展，科学家们已经成功制造出了人造肠道和人造气管等小型人体器官。但大型人造器官的制造却频频遭遇瓶颈，其主要原因是缺乏制造毛细血管的相应技术，进而不能给大型人造器官输送必要的养料，也就不能维持其正常存活和运行。 　　

据悉，此项研究成果将有力推动大型人体器官的制造。虽然移植人造器官的梦想还很遥远，不过人体器官制造技术的飞速发展可以给人类医学研究带来更有效、更人道的实验手段，譬如研发新药物时用人造器官取代动物来做实验。