静电纺丝小口径人工血管制备装置与工艺开发

发布时间：2017-06-21 18:15

  本文关键词：静电纺丝小口径人工血管制备装置与工艺开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大口径人工血管已经商品化,但是尚无理想的小口径人工血管(6 mm)应用于临床。研究表明带有内螺旋槽的人工血管可以改变血管壁面附近的速度分布,提升血流壁面剪切力,从而达到提高人工血管特别是小口径人工血管的长期畅通率的目的。在人工血管的制备方法中,静电纺丝技术具有高效、便捷且灵活多样的特点,因为这些优良特性,用此方法可制备比表面积大、形貌均一、孔隙率高的人工血管。结合带内螺旋槽人工血管和静电纺丝技术的各自优势,本课题的目的在于提供一种基于静电纺丝技术的小口径人工血管制备装置,并进行工艺开发,用于解决现有技术无法制备带内螺旋槽的小口径人工血管的问题。本课题研究的内容包括:静电纺丝小口径人工血管制备装置的组建,筛选带内螺旋槽人工血管制备中的影响参数和工艺开发,带内螺旋槽的人工血管的纺制,并对纺制好的人工血管样品进行性能测试,最后在兔子模型上进行带螺旋槽人工血管替换植入的动物实验。本课题组建完成一套静电纺丝小口径人工血管制备装置,由高压电源模块、微量注射泵模块、接收装置模块等组成,具有结构简单,模块化设计,参数设定精确、维护方便等优点。接收器采用不锈钢棒加真丝的方式,选用比例为50:50的L-乳酸和ε-己内酯共聚物(PLCL),溶剂为六氟异丙醇,采用单一变量法进行工艺优化,获得的PLCL静电纺丝优化工艺参数为:浓度为10%,电压大小为12kV,接收距离为15cm,溶液推进速度为1ml/h。在此参数下,通过此装置制备了一批小口径人工血管。对样品进行扫描电镜观察,小口径人工血管形貌均一、内壁光滑且螺旋槽连续。对所得样品进行孔隙率研究,不同转速条件下孔隙率均满足条件,转速在1000rpm时,纤维排列最整齐,但此时孔隙率大小仍然可以达到适合细胞生长的要求。将内径Φ2.5mm人工血管植入兔腹主动脉进行动物实验,CT扫描结果显示血流通畅性,发现在术后47天血管通畅仍然良好。综上所述,本课题成功组建了静电纺丝小口径人工血管制备装置,确定了纺制人工血管的聚合物PLCL材料的纺丝参数,经过工艺优化制备了人工血管,通过扫描电镜观察并进行孔隙率检测,最后将其植入兔腹主动脉进行动物实验,术后47天血流通畅良好。
【关键词】：静电纺丝 人工血管 装置组建 PLCL 内螺旋槽
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.11
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-21
• 1.1 引言8
• 1.2 静电纺丝的研究现状8-14
• 1.2.1 静电纺丝技术原理8-11
• 1.2.2 静电纺丝的影响因素11-12
• 1.2.3 静电纺丝的应用12-14
• 1.3 人工血管研究现状14-20
• 1.3.1 人工血管研究背景14-15
• 1.3.2 人工血管的发展阶段15-16
• 1.3.3 人工血管的加工技术16
• 1.3.4 理想人工血管的性能要求16-18
• 1.3.5 人工血管目前存在的问题18-19
• 1.3.6 人工血管存在问题的解决方法19-20
• 1.4 本课题的设计思路、研究内容和意义20-21
• 1.4.1 设计思路20
• 1.4.2 研究内容20
• 1.4.3 研究意义20-21
• 2 静电纺丝制备人工血管的装置组建21-39
• 2.1 静电纺丝的常规方法21-25
• 2.1.1 单轴静电纺丝21
• 2.1.2 同轴静电纺丝21-23
• 2.1.3 取向静电纺丝23-25
• 2.2 静电纺丝制备人工血管装置的设计25-26
• 2.2.1 高压电源模块26
• 2.2.2 纺丝溶液注射装置模块26
• 2.2.3 喷头滑台控制装置模块26
• 2.2.4 接收装置模块26
• 2.3 静电纺丝制备人工血管装置的部件选择26-36
• 2.3.1 高压直流电源的选择26-28
• 2.3.2 电动机的选择28-29
• 2.3.3 微量注射泵的选择：29-31
• 2.3.4 针头的固定和高压线的连接：31-33
• 2.3.5 电路的连接及控制器功能：33-34
• 2.3.6 接收装置的加工制作34-36
• 2.4 装置操作使用说明36-37
• 2.4.1 人员安全36
• 2.4.2 设备安全36
• 2.4.3 具体纺丝步骤36-37
• 2.5 本章小结37-39
• 3 静电纺丝小口径人工血管制备工艺开发39-48
• 3.1 接收器的设计39-41
• 3.1.1 一体式接收器39-40
• 3.1.2 接收棒加真丝接收器40-41
• 3.2 静电纺丝工艺参数的选定41-47
• 3.2.1 实验材料与仪器41-42
• 3.2.2 确定PLCL静电纺丝最优工艺参数42-47
• 3.3 本章小结47-48
• 4 人工血管纺制、孔隙率测试及动物植入实验48-57
• 4.1 带内螺旋槽的人工血管纺制48-50
• 4.1.1 实验材料和仪器48
• 4.1.2 实验方法48-50
• 4.2 孔隙率测试50-51
• 4.3 人工血管植入动物实验51-56
• 4.3.1 实验材料51-52
• 4.3.2 实验过程52-56
• 4.3.3 实验初步结果56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 结论与展望57-58
• 5.1 结论57
• 5.2 展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 附录62
• 攻读学位期间申请的国家专利汇总62

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