人造血管材料

人体血液循环系统包括三个部分：血液、血管和心脏。血管是串联器官和心脏的桥梁，为血液流动提供通道，将营养物质输送到身体的各个部位。因此，它们通常被统称为心血管系统。发生在这些部位的病变被称为心血管疾病。心血管疾病是威胁人类健康的最常见疾病，发病率居世界各种疾病之首。目前，我国每年约有 260 万人死于心脑血管疾病，平均每小时约有 300 人死亡。随着我国人口进入老龄化社会，这些疾病的发病率、复发率和死亡率还将继续上升。给社会和家庭带来了沉重的经济和精神负担。

心血管疾病的病因主要分为两类：

1.人体器官生理性老化引起的血管功能病理变化。

例如，动脉粥样硬化导致动脉狭窄和闭塞，颈动脉粥样硬化导致中风，冠状动脉粥样硬化导致心脏病等。这些疾病大多发生在老年人身上；

2.人体组织损伤或疾病引起的血管疾病。

例如，使用锋利工具切割会导致动脉和静脉损伤和破裂、肾主动脉瘤、髂动脉瘤，以及降胸主动脉瘤扩张引起的血管扩张。当血管因动脉硬化、老化或损坏而无法正常运作时，就需要进行移植、搭桥或介入等外科手术，使用血管替代物进行治疗。

理想的人造血管材料作为人体的永久植入物，首先必须具有良好的生物相容性，包括

1.不会引起免疫异常、排斥和过敏反应；

2.对细胞生长功能无不良反应，无致畸或孪生效应；

3.无毒，不损伤邻近组织，不诱发肿瘤，不引起凝血、溶血、血蛋白变性和血小板损伤等；

4.它具有化学惰性，不会因血液和体液的影响而变性，也不会发生导致强度下降的异常生物降解；

5.植入后，材料的功能不会受到破坏，不会受到生物影响和老化的影响，能承受运动引起的物理变化，也不会吸收泥沙。

6.其次，为了能够承受植入过程中和植入后所受到的作用力，确保血管的长期通畅，并能承受收缩压和舒张压引起的周期性搏动压力，移植体还应具有相应的机械性能和足够的抗疲劳性，而且人工血管应与被替换的血管具有相似性。

人工血管与宿主血管的吻合是通过缝合实现的。因此，人工血管必须具有一定的缝合强度，以确保在移植手术中边缘能承受手术线的拉伸负荷，既不会断裂，也不会松动。

人工血管的成品要求具有各种形状和大小，可以消毒，便于手术中操作和缝合。要求其尺寸和形状稳定，耐牵引、弯曲和压缩，受外力变形后能迅速恢复原状。人造血管的外表面应具有一定的粗糙度，以利于周围细胞的附着和生长。同时，管壁要有适当的孔隙率，既能防止血液渗透，又能让小分子通过。

总之，人造血管。所用材料必须具备以下基本要求：

(1) 材料应具有足够的机械强度，并能长期承受血压的搏动，绝对安全；

(2) 材料具有良好的生物相容性和抗凝特性；

(3) 材料具有抗细菌粘附和防止感染的能力；

(4) 材料的柔韧性和弹性与人体血管相匹配；

(5) 材料多孔，有利于内皮细胞生长；

(6) 操作简便。

目前，已应用于临床医学的人造血管材料主要有聚酯、聚四氟乙烯、聚氨酯和天然蚕丝等。其中，纯天然桑蚕丝材料因其螺旋收缩性不够稳定，易造成血管塌陷，形状保持性差。临床上已不再单独使用。

聚酯作为生物医用材料时，其生物力学性能、化学稳定性和生物相容性均优于其他高分子材料，但其血液相容性差，表面易凝固，可分解性差，难以被人体完全分解消化吸收。聚酯材料表面光滑，内部分子排列紧密，耐磨性和耐光性好，耐酸碱腐蚀，强度高，弹性好，耐热性和热稳定性均优于其他合成纤维。由于分子结构对称，结晶度高，大分子结构中没有高极性基团，所以亲水性和吸湿性较差。虽然低亲水性结构对人体体液具有较高的渗透性，但会限制组织液的流向。材料渗入内部，但容易引起凝血、血栓等不良反应。

当达克龙人造血管与血液接触时，除了管壁对可溶性蛋白质的吸附外，血小板的粘附、血块的形成和纤维蛋白的介入将成为移植材料腔内新的界面。

这种特殊的血流界面不仅不利于组织愈合，还是一种容易形成血栓的流体表面，长期在低血流量下使用的风险较高。因此，聚酯人造血管适用于替代大血管，但并不是替代或替换体内小血管的最佳材料。

聚四氟乙烯具有优异的耐化学腐蚀性、耐高低温性、耐老化性、低摩擦性、介电性能、不粘性和生理惰性，因此被广泛应用于化工、机械、电气、建筑和医疗等领域。成为不可或缺的特种材料。由于其良好的生物相容性，很少产生血凝块，适合植入人体人造血管。可与人体组织长期结合，血液渗透性好，具有微孔结构，可使天然组织生长、壮大。细胞代谢。在中小口径的人造血管中，过去多采用一体成型的膨体聚四氟乙烯（ePTFE）。

聚氨酯（PU）材料具有良好的顺应性和弹性，并具有优异的抗血栓性能，因此近年来备受关注。实验表明，与 ePTFE 血管相比，聚氨酯血管实现内皮化的时间更短，新生内膜的厚度也明显厚于 ePTFE 血管。聚氨酯具有高弹性、高模量和良好的血液相容性。作为假体材料，它可以与宿主动脉相容。虽然聚氨酯有一定程度的水解，材料内外可能发生钙化，影响弹性，但仍是小直径人造血管的理想材料。

目前，大口径人造血管在临床应用中取得了良好的效果，但小口径人造血管因血栓形成而无法满足临床使用的要求，成为血管领域研究的重点。随着研究的深入，多种天然材料和合成材料开始应用于小口径人工血管，如聚酯等材料的表面改性、复合材料的使用、多层编织技术的应用等。一些研究人员利用内皮细胞植入技术对人造血管进行内皮化，即在人造血管的腔壁上种植自体血管内皮细胞。组织培养后，形成内皮腔面，增强抗血栓能力，为人工血管研究开辟了一条新途径。

目前，人造血管还不能完全替代生物血管，但生物血管的来源和异物排斥等问题限制了其大规模应用。因此，人造血管永远是治疗血管疾病的重要材料。目前，人造血管的材料研究越来越倾向于生化和与多种材料复合，使其更接近生物体，或引导生物体长出新的血管，从而达到类似生物血管的治疗效果。

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