Bahan pembuluh darah buatan

Sistem peredaran darah manusia meliputi tiga bagian: darah, pembuluh darah, dan jantung. Pembuluh darah berfungsi sebagai jembatan untuk menghubungkan organ-organ tubuh dan jantung secara seri, dan menyediakan saluran bagi aliran darah untuk mengangkut nutrisi ke berbagai bagian tubuh. Oleh karena itu, mereka sering secara kolektif disebut sebagai sistem kardiovaskular. Lesi yang terjadi di area ini disebut penyakit kardiovaskular. Penyakit kardiovaskular adalah penyakit yang paling umum mengancam kesehatan manusia, dan insidennya menempati urutan pertama di antara berbagai penyakit di dunia. Saat ini, ada sekitar 2,6 juta kematian akibat penyakit kardiovaskular dan serebrovaskular di negara saya setiap tahun, dengan rata-rata sekitar 300 kematian per jam. Ketika populasi negara kita memasuki populasi yang menua, kejadian, kekambuhan, dan kematian penyakit-penyakit ini akan terus meningkat. Hal ini menyebabkan beban ekonomi dan spiritual yang berat bagi masyarakat dan keluarga.

Penyebab penyakit kardiovaskular secara garis besar dibagi menjadi dua kategori:

1. Perubahan patologis fungsi pembuluh darah yang disebabkan oleh penuaan fisiologis organ tubuh manusia.

Sebagai contoh, aterosklerosis menyebabkan penyempitan dan penyumbatan arteri, stroke yang disebabkan oleh aterosklerosis karotis, penyakit jantung yang disebabkan oleh aterosklerosis koroner, dll. Penyakit-penyakit ini sebagian besar terjadi pada orang tua;

2. Penyakit pembuluh darah yang disebabkan oleh kerusakan atau penyakit jaringan manusia.

Sebagai contoh, pemotongan dengan alat tajam dapat menyebabkan kerusakan dan pecahnya arteri dan vena, aneurisma aorta ginjal, aneurisma iliaka, dan vasodilatasi yang disebabkan oleh perluasan aneurisma aorta toraks yang menurun. Ketika pembuluh darah tidak dapat berfungsi secara normal karena arteriosklerosis, penuaan atau kerusakan, prosedur pembedahan seperti transplantasi, bypass, atau intervensi diperlukan untuk menggunakan pengganti pembuluh darah untuk pengobatan.

Bahan pembuluh darah buatan yang ideal, sebagai implan permanen untuk tubuh manusia, pertama-tama harus memiliki biokompatibilitas yang baik, termasuk:

1. Tidak dapat menyebabkan kekebalan abnormal, penolakan dan reaksi alergi;

2. Tidak ada reaksi yang merugikan terhadap fungsi pertumbuhan sel, tidak ada efek teratogenik atau efek kembar;

3. Tidak beracun, tidak merusak jaringan di sekitarnya, tidak menyebabkan tumor, tidak menyebabkan koagulasi, hemolisis, denaturasi protein darah, dan merusak trombosit, dll;

4. Secara kimiawi inert, tidak menyebabkan denaturasi karena pengaruh darah dan cairan tubuh, dan tidak memiliki biodegradasi abnormal yang menyebabkan hilangnya kekuatan;

5. Setelah implantasi, fungsi material tidak akan rusak, tidak akan terpengaruh oleh pengaruh biologis dan penuaan, dapat menahan perubahan fisik yang disebabkan oleh olahraga, dan tidak akan menyerap sedimen.

6. Kedua, agar dapat menahan gaya yang diterima selama dan setelah implantasi, memastikan patensi jangka panjang pembuluh darah, dan menahan tekanan berdenyut berkala yang disebabkan oleh tekanan sistolik dan diastolik, cangkok juga harus memiliki sifat mekanik yang sesuai, ketahanan lelah yang cukup, dan pembuluh darah buatan harus serupa dengan pembuluh darah yang diganti.

Anastomosis antara pembuluh darah buatan dan pembuluh darah inang dibuat dengan jahitan. Oleh karena itu, pembuluh darah buatan harus memiliki kekuatan jahitan tertentu untuk memastikan bahwa ujungnya dapat menahan beban tarik benang bedah selama operasi transplantasi, dan tidak akan putus atau kendur.

Produk jadi pembuluh darah buatan harus memiliki berbagai bentuk dan ukuran, dapat disterilkan, serta mudah ditangani dan dijahit selama operasi. Ukuran dan bentuknya harus stabil, tahan terhadap traksi, tekukan dan kompresi, dan dapat dengan cepat kembali ke bentuk aslinya setelah berubah bentuk akibat kekuatan eksternal. Permukaan luar pembuluh darah buatan harus memiliki tingkat kekasaran tertentu untuk memfasilitasi perlekatan dan pertumbuhan sel di sekitarnya. Pada saat yang sama, dinding tabung harus memiliki porositas yang sesuai, yang tidak hanya dapat mencegah penetrasi darah, tetapi juga memungkinkan molekul kecil melewatinya.

Singkatnya, untuk pembuluh darah buatan. Bahan yang digunakan harus memiliki persyaratan dasar sebagai berikut:

(1) Bahan harus memiliki kekuatan mekanis yang memadai dan benar-benar aman untuk menahan denyut tekanan darah dalam waktu yang lama;

(2) Bahan ini memiliki biokompatibilitas dan sifat antikoagulan yang baik;

(3) Bahannya memiliki kemampuan untuk menahan adhesi bakteri dan mencegah infeksi;

(4) Fleksibilitas dan elastisitas bahan sesuai dengan pembuluh darah manusia;

(5) Bahannya berpori untuk memfasilitasi pertumbuhan sel endotel;

(6) Pengoperasian yang mudah.

Saat ini, bahan pembuluh darah buatan yang telah digunakan dalam pengobatan klinis terutama meliputi poliester, polytetrafluoroethylene, poliuretan, dan sutra alami. Di antara mereka, bahan sutra murbei alami murni tidak cukup stabil karena penyusutan spiralnya, yang mudah menyebabkan keruntuhan pembuluh darah dan retensi bentuk yang buruk. Ini tidak lagi digunakan sendiri dalam praktik klinis.

Ketika poliester digunakan sebagai bahan biomedis, sifat biomekanik, stabilitas kimia, dan biokompatibilitasnya lebih baik daripada bahan polimer lainnya, tetapi kompatibilitas darahnya buruk, permukaannya mudah menggumpal, dan penguraiannya buruk, serta sulit untuk diurai dan dicerna sepenuhnya oleh tubuh. menyerap. Bahan poliester memiliki permukaan yang halus, molekul internal yang tersusun rapat, ketahanan aus yang baik dan ketahanan cahaya, ketahanan korosi asam dan alkali, kekuatan tinggi, elastisitas yang baik, ketahanan panas dan stabilitas termal lebih baik daripada serat sintetis lainnya. Karena struktur molekul simetris dan kristalinitas tinggi, tidak ada kelompok polaritas tinggi dalam struktur makromolekul, sehingga hidrofilisitas dan penyerapan air buruk. Meskipun struktur hidrofilik rendah memiliki permeabilitas tinggi terhadap cairan tubuh manusia, namun dapat membatasi arah cairan jaringan. Bahannya menembus ke dalam, tetapi mudah menyebabkan reaksi yang merugikan seperti koagulasi dan trombosis.

Ketika pembuluh darah buatan Dacron bersentuhan dengan darah, selain adsorpsi protein yang larut oleh dinding tabung, adhesi trombosit, pembentukan gumpalan dan intervensi fibrin akan menjadi antarmuka baru dalam rongga bahan cangkok.

Antarmuka aliran darah khusus ini tidak hanya tidak kondusif untuk penyembuhan jaringan, tetapi juga merupakan permukaan cairan yang rentan terhadap trombosis, dan risiko penggunaan jangka panjang pada laju aliran darah rendah lebih tinggi. Oleh karena itu, pembuluh darah buatan poliester cocok untuk penggantian pembuluh darah besar, tetapi bukan bahan terbaik untuk mengganti atau mengganti pembuluh darah kecil di dalam tubuh.

PTFE memiliki ketahanan kimiawi yang sangat baik, tahan suhu tinggi dan rendah, tahan penuaan, gesekan rendah, sifat dielektrik, sifat anti lengket, dan kelembaman fisiologis, sehingga digunakan di berbagai bidang seperti industri kimia, permesinan, kelistrikan, konstruksi, dan perawatan medis. Menjadi bahan khusus yang sangat diperlukan. Karena biokompatibilitasnya yang sangat baik, ia jarang menghasilkan gumpalan darah dan cocok untuk ditanamkan pada pembuluh darah buatan manusia. Mereka dapat dikombinasikan dengan jaringan manusia untuk waktu yang lama, memiliki permeabilitas darah yang baik, dan memiliki struktur mikro yang memungkinkan jaringan alami tumbuh dan berkembang. Metabolisme sel. Pada pembuluh darah buatan berdiameter tengah dan kecil, di masa lalu, sebagian besar digunakan polytetrafluoroethylene (ePTFE) yang diperluas secara integral.

Bahan poliuretan (PU) telah menarik banyak perhatian dalam beberapa tahun terakhir karena memiliki kepatuhan dan elastisitas yang baik, serta memiliki sifat anti-trombotik yang sangat baik. Dibandingkan dengan pembuluh darah ePTFE, percobaan menunjukkan bahwa pembuluh darah PU mewujudkan endotelisasi dalam waktu yang lebih singkat, dan ketebalan neointima jelas lebih tebal daripada pembuluh darah ePTFE. Poliuretan memiliki elastisitas tinggi, modulus tinggi dan kompatibilitas darah yang baik. Sebagai bahan prostetik, bahan ini dapat kompatibel dengan arteri inang. Meskipun poliuretan memiliki tingkat hidrolisis tertentu, dan kalsifikasi dapat terjadi di dalam dan di luar material, yang mempengaruhi elastisitas, poliuretan masih merupakan bahan yang ideal untuk pembuluh darah buatan berdiameter kecil.

Saat ini, pembuluh darah buatan kaliber besar telah mencapai hasil yang baik dalam aplikasi klinis, tetapi pembuluh darah buatan kaliber kecil tidak dapat memenuhi persyaratan penggunaan klinis karena pembentukan trombus, dan telah menjadi fokus penelitian di bidang vaskular. Dengan pendalaman penelitian, berbagai bahan alami dan sintetis telah mulai digunakan dalam pembuluh darah buatan kaliber kecil, seperti modifikasi permukaan bahan seperti poliester, penggunaan bahan komposit, dan penerapan teknologi tenun multilayer. Beberapa peneliti menggunakan teknologi implantasi sel endotel untuk melakukan endotelisasi pembuluh darah buatan, yaitu sel endotel pembuluh darah autologus ditanam pada dinding lumen pembuluh darah buatan. Setelah kultur jaringan, ia membentuk permukaan rongga endotel untuk meningkatkan kemampuan anti-trombotik dan mengembangkan cara baru dalam penelitian pembuluh darah buatan.

Saat ini, pembuluh darah buatan tidak dapat secara sempurna menggantikan pembuluh darah biologis, tetapi sumber pembuluh darah biologis dan penolakan benda asing membatasi penerapannya dalam skala besar. Oleh karena itu, pembuluh darah buatan akan selalu menjadi bahan penting untuk pengobatan penyakit pembuluh darah. Sekarang penelitian material pada pembuluh darah buatan semakin condong ke arah biokimia dan peracikan dengan berbagai bahan untuk membuatnya lebih mirip dengan organisme, atau untuk memandu organisme menumbuhkan pembuluh darah baru, sehingga mencapai efek pengobatan yang mirip dengan pembuluh darah biologis.

Hubungi Kami Sekarang!

Kami menerima layanan yang disesuaikan, kami biasanya akan menghubungi Anda dalam waktu 24 jam. Anda juga dapat mengirim email kepada saya info@longchangchemical.com selama jam kerja (8:30 pagi hingga 6:00 sore UTC + 8 Senin-Sabtu) atau menggunakan obrolan langsung situs web untuk mendapatkan balasan secepatnya.

Artikel ini ditulis oleh Departemen Litbang Kimia Longchang. Jika Anda perlu menyalin dan mencetak ulang, harap sebutkan sumbernya