인간의 혈액 순환계는 혈액, 혈관, 심장의 세 부분으로 구성됩니다. 혈관은 장기와 심장을 직렬로 연결하는 다리 역할을 하며, 혈액의 흐름이 신체의 여러 부위로 영양분을 운반할 수 있는 통로를 제공합니다. 따라서 혈관을 통틀어 심혈관계라고 부르는 경우가 많습니다. 이러한 부위에 발생하는 병변을 심혈관 질환이라고 합니다. 심혈관 질환은 인류의 건강을 위협하는 가장 흔한 질병으로, 전 세계 각종 질병 중 발병률 1위를 차지하고 있습니다. 현재 우리나라에서 심혈관 및 뇌혈관 질환으로 인한 사망자는 매년 약 260만 명으로, 시간당 평균 약 300명이 사망하고 있습니다. 우리나라 인구가 고령화 시대에 접어들면서 이러한 질병의 발생률과 재발률, 사망률은 계속 증가할 것입니다. 이는 사회와 가정에 경제적, 정신적으로 큰 부담을 주고 있습니다.
심혈관 질환의 원인은 크게 두 가지로 나뉩니다:
1. 인간 장기의 생리적 노화로 인한 혈관 기능의 병리학적인 변화.
예를 들어 동맥경화증은 동맥의 협착 및 폐색, 경동맥 경화증으로 인한 뇌졸중, 관상동맥 경화증으로 인한 심장 질환 등을 유발합니다. 이러한 질환은 주로 노인에게 많이 발생합니다;
2. 인체 조직 손상 또는 질병으로 인한 혈관 질환.
예를 들어 날카로운 도구로 절단하면 동맥과 정맥의 손상 및 파열, 신장 대동맥류, 장골 동맥류, 하행 흉부 대동맥류의 확장으로 인한 혈관 확장이 발생할 수 있습니다. 동맥경화, 노화 또는 손상으로 인해 혈관이 정상적인 기능을 하지 못하는 경우 이식, 우회술, 중재술 등의 외과적 시술을 통해 혈관 대치물을 사용하여 치료합니다.
인체에 영구적으로 이식할 수 있는 이상적인 인공 혈관 재료는 먼저 생체 적합성이 우수해야 합니다:
1. 비정상적인 면역, 거부 및 알레르기 반응을 일으킬 수 없습니다;
2. 세포 성장 기능에 대한 부작용, 기형 유발 또는 쌍둥이 효과 없음;
3. 무독성이며 주변 조직을 손상시키지 않고 종양을 유발하지 않으며 응고, 용혈, 혈액 단백질의 변성, 혈소판 손상 등을 일으키지 않습니다;
4. 화학적으로 불활성이며 혈액 및 체액의 영향으로 변성을 일으키지 않으며 비정상적인 생분해로 인한 강도 저하가 없습니다;
5. 이식 후 재료의 기능이 손상되지 않고 생물학적 영향과 노화의 영향을 받지 않으며 운동으로 인한 신체적 변화를 견딜 수 있으며 침전물을 흡수하지 않습니다.
6. 둘째, 이식 중 및 이식 후받는 힘을 견디고 혈관의 장기 개통을 보장하며 수축기 및 이완기 압력으로 인한주기적인 맥동 압력을 견딜 수 있으려면 이식편도 해당 기계적 특성, 충분한 피로 저항, 인공 혈관이 교체 된 혈관과 유사해야합니다.
인공 혈관과 숙주 혈관 사이의 문합은 봉합사로 이루어집니다. 따라서 인공 혈관은 이식 수술 중 가장자리가 수술용 실의 인장 하중을 견딜 수 있고 부러지거나 느슨해지지 않도록 일정한 솔기 강도를 가져야 합니다.
인공혈관의 완제품은 다양한 모양과 크기를 가져야 하고 멸균이 가능하며 수술 중 취급과 봉합이 용이해야 합니다. 크기와 모양이 안정적이고 견인, 구부러짐 및 압축에 강해야 하며 외력에 의해 변형된 후 빠르게 원래 모양으로 돌아갈 수 있어야 합니다. 인공 혈관의 외부 표면은 주변 세포의 부착과 성장을 촉진하기 위해 어느 정도의 거칠기를 가져야 합니다. 동시에 튜브의 벽은 적절한 다공성을 가져야 혈액 침투를 방지 할뿐만 아니라 작은 분자가 통과 할 수 있습니다.
요약하자면, 인공 혈관의 경우. 사용되는 재료는 다음과 같은 기본 요구 사항을 충족해야 합니다:
(1) 재료는 충분한 기계적 강도를 가져야 하며 장시간 혈압의 맥동을 견딜 수 있을 정도로 절대적으로 안전해야 합니다;
(2) 이 소재는 생체 적합성 및 항응고 특성이 우수합니다;
(3) 이 소재는 박테리아 부착에 저항하고 감염을 예방하는 능력이 있습니다;
(4) 소재의 유연성과 탄성이 사람의 혈관과 일치합니다;
(5) 내피 세포의 성장을 촉진하기 위해 다공성 물질입니다;
(6) 간편한 조작.
현재 임상 의학에서 사용되는 인공 혈관 재료는 주로 폴리에스테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄 및 천연 실크를 포함합니다. 그 중 순수 천연 뽕나무 실크 소재는 나선형 수축으로 인해 충분히 안정적이지 않아 혈관 붕괴를 일으키기 쉽고 모양 유지가 좋지 않습니다. 더 이상 임상에서 단독으로 사용되지 않습니다.
폴리 에스터를 생체 의학 재료로 사용하는 경우 생체 역학적 특성, 화학적 안정성 및 생체 적합성은 다른 폴리머 재료보다 우수하지만 혈액 적합성이 좋지 않고 표면이 응고되기 쉽고 분해성이 좋지 않으며 신체에서 완전히 분해 및 소화되기 어렵습니다. 흡수. 폴리 에스테르 소재는 표면이 매끄럽고 내부 분자가 단단히 배열되어 있으며 내마모성 및 내광성, 산 및 알칼리 내식성, 고강도, 우수한 탄성, 내열성 및 열 안정성이 다른 합성 섬유보다 우수합니다. 대칭적인 분자 구조와 높은 결정성으로 인해 고분자 구조에 고극성 그룹이 없기 때문에 친수성과 수분 흡수가 좋지 않습니다. 저친수성 구조는 인체 체액에 대한 투과성이 높지만 조직액의 방향을 제한할 수 있습니다. 물질이 내부로 침투하지만 응고 및 혈전증과 같은 부작용을 일으키기 쉽습니다.
Dacron 인공 혈관이 혈액과 접촉하면 튜브 벽에 의한 수용성 단백질의 흡착 외에도 혈소판의 부착, 혈전 형성 및 피브린의 개입이 이식 재료 공동의 새로운 인터페이스가 됩니다.
이 특수 혈류 인터페이스는 조직 치유에 도움이 되지 않을 뿐만 아니라 혈전증이 발생하기 쉬운 유체 표면이며, 낮은 혈류 속도에서 장기간 사용할 위험이 더 높습니다. 따라서 폴리에스테르 인공 혈관은 큰 혈관을 대체하는 데는 적합하지만 신체의 작은 혈관을 대체하거나 대체하는 데는 최적의 재료가 아닙니다.
PTFE는 내화학성, 고온 및 저온 저항성, 내노 화성, 낮은 마찰, 유전체 특성, 비 점착성 및 생리적 불활성이 우수하여 화학 산업, 기계, 전기, 건설 및 의료 등 많은 분야에서 사용됩니다. 필수 불가결한 특수 소재가 되다. 생체 적합성이 뛰어나 혈전을 거의 생성하지 않아 인체 인공 혈관에 이식하기에 적합합니다. 오랫동안 인체 조직과 결합 할 수 있고 혈액 투과성이 좋으며 미세 다공성 구조를 가지고있어 자연 조직이 성장하고 성장할 수 있습니다. 세포 대사. 중경 및 소경 인공 혈관에서는 과거에 일체형으로 성형 된 발포성 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (ePTFE)이 주로 사용되었습니다.
폴리우레탄(PU) 소재는 순응도와 탄성이 우수하고 항혈전성이 뛰어나 최근 몇 년 동안 많은 주목을 받고 있습니다. 실험에 따르면 ePTFE 혈관에 비해 PU 혈관은 더 짧은 시간에 내피화를 실현하고 신막의 두께가 ePTFE 혈관보다 분명히 두껍습니다. 폴리우레탄은 탄성이 높고 탄성률이 높으며 혈액 호환성이 우수합니다. 보철 재료로서 숙주 동맥과 호환될 수 있습니다. 폴리우레탄은 어느 정도의 가수분해가 일어나고 재료 내부와 외부에 석회화가 발생하여 탄성에 영향을 미칠 수 있지만 여전히 작은 직경의 인공 혈관에 이상적인 소재입니다.
현재 대구경 인공 혈관은 임상 적용에서 좋은 결과를 얻었지만 소 구경 인공 혈관은 혈전 형성으로 인해 임상 사용 요구 사항을 충족 할 수 없었으며 혈관 분야의 연구의 초점이되었습니다. 연구가 심화됨에 따라 폴리에스테르와 같은 재료의 표면 개질, 복합 재료 사용, 다층 직조 기술 적용 등 다양한 천연 및 합성 재료가 소 구경 인공 혈관에 사용되기 시작했습니다. 일부 연구자들은 내피 세포 이식 기술을 사용하여 인공 혈관을 내피화, 즉 자가 혈관 내피 세포를 인공 혈관의 내강 벽에 심습니다. 조직 배양 후 내피 공동 표면을 형성하여 항혈전 능력을 향상시키고 새로운 방식의 인공 혈관 연구를 개발합니다.
현재 인공 혈관은 생체 혈관을 완벽하게 대체할 수는 없지만, 생체 혈관의 원천과 이물질 거부 반응으로 인해 대규모로 적용하는 데 한계가 있습니다. 따라서 인공혈관은 혈관 질환 치료를 위한 중요한 소재가 될 것입니다. 현재 인공혈관에 대한 소재 연구는 생화학적으로 다양한 소재와 결합하여 생체와 더 유사하게 만들거나 생체가 새로운 혈관을 자라도록 유도하여 생체 혈관과 유사한 치료 효과를 얻을 수 있는 방향으로 점점 더 기울어지고 있습니다.
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