纺织基小口径人工血管材料的体外水渗透性研究

作     者：方璇 

作者单位：东华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：关国平

授予年度：2018年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082102[工学-纺织材料与纺织品设计] 

主      题：人工血管 纺织 水渗透性 模拟血浆 预凝 力学性能 

摘      要：为了有利于人工血管在体内实现原位内皮化,人工血管的管壁多设计成多孔结构,从而有利于管腔内外的物质交换。纺织材料是一种较理想的、能实现100%孔连通性的人工血管材料。然而,若纺织基人工血管材料的孔径过大,会导致手术过程中血液外漏,造成不良后果。因此,临床上常采用手术前预凝的方式避免该问题。然而,预凝要用到病人自身的血液,增加了手术环节和感染风险。另一方面,为防止漏血,商用人工血管的管壁通常很致密,水渗透性几乎为零。这就大大削弱了纺织基人工血管多孔结构的优势。因此,对于人工血管管壁多孔结构的表征,实际上缺乏一个较为客观、科学的方法。孔径和孔隙率可以从某个方面来反映多孔结构的特征,然而仍然没有水渗透性更加客观、准确。因此,ISO 7198提出利用水渗透性评价人工血管管壁的多孔结构特征。然而,目前水渗透性与血液渗透性之间的关系尚未建立。独立地评价人工血管的水渗透性,对临床预凝必要性的指导非常有限,对人工血管产品开发的意义也不大。因此,临床免预凝人工血管水渗透性的边界问题,是研究渗透性的核心。本研究参考商用纺织基人工血管的结构参数,制备了4种不同孔隙率的纺织基人工血管材料。分别在不同压强下,测量了试样的整体水渗透性、模拟血浆渗透性及抗凝全血渗透性。分析了组织结构、测试压强对渗透性的影响,比较并分析了整体水渗透性、模拟血浆渗透性及抗凝全血渗透性之间的关系。结果表明,随着测试时间的延长,试样的渗透性逐渐减小。随着压强的增大,试样的渗透性逐渐增大。孔隙率较小的试样,渗透性较小。同种试样在相同测试条件下,水渗透性最大,模拟血浆渗透性次之,抗凝全血渗透性最小。每种试样的水渗透性与模拟血浆渗透性的比值近似等于模拟血浆和水的粘滞系数之比。2#试样的水渗透性与抗凝全血渗透性之间、模拟血浆渗透性与抗凝全血渗透性之间存在近似线性关系。1#试样、3#试样、4#试样的水渗透性与抗凝全血渗透性之间、模拟血浆渗透性与抗凝全血渗透性之间在低压下存在线性关系,在高压下存在近似线性关系。最后,对4种试样进行了力学性能及血管内皮细胞穿透管壁性能的测试。结果表明,4种试样的径向拉伸强度、缝线牵拉强力、探头顶破强度均优于商用ePTFE小口径人工血管,即力学性能满足使用要求。血管内皮细胞均能够穿过4种试样的管壁,说明本研究所制备的人工血管均有利于其原位内皮化。综上所述,本研究建立了纺织基小口径人工血管材料水渗透性、模拟血浆渗透性与抗凝全血渗透性之间的相互关系。由水渗透性推测抗凝全血渗透性是可行的。在抗凝全血渗透性较低时,人工血管仍有可能实现原位内皮化。本研究将为进一步建立水渗透性与体内血液渗透性之间的关系、帮助判断人工血管的预凝必要性奠定基础。