一种透析港、透析港表面涂层材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及生物材料及透析设备技术领域，具体涉及一种透析港、透析港表面涂层材料及其制备方法


背景技术：

2.血液透析主要是利用半透膜原理，将体内各种有害以及多余的代谢废物和过多的电解质通过弥散或对流动方式移出体外，用以达到净化血液，纠正体内电解质及酸碱平衡的目的。目前，血液透析主要是采用自体动静脉内瘘，定期频繁的进行血管穿刺，然而这一方式有一定的操作难度、不易护理等缺点，容易出现出血、流量不稳定、血栓形成、假性动脉瘤、肿胀手等多种并发症，从而造成内瘘失功，影响患者的血液透析质量，进一步危及生命安全。
3.为了解决血液透析需要频繁穿刺血管的问题，我们设计出了透析港。透析港是为慢性肾功能衰竭患者建立人工透析通路的一种设备，通过穿刺动脉端的穿刺港引流出血液，穿刺静脉端的穿刺港输回血液，从而达到透析的目的。但是，在研究过程中发现，透析港仍然存在以下问题：
4.1)透析港在长期使用过程中仍然会出现血栓现象，不利于血液透析的安全进行；
5.2)透析港表面涂层材料很难确保同时具备良好的生物相容性和抗凝血特性。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种透析港、透析港表面涂层材料及其制备方法。
7.为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
8.一种透析港表面涂层材料，由氨基化壳聚糖和水蛭素组成，所述氨基化壳聚糖利用聚乙烯亚胺与聚多巴胺在壳聚糖的表面形成交联网状结构，并辅助水蛭素与壳聚糖的共价结合。
9.本发明还提供一种上述透析港表面涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
10.s1、制备氨基化壳聚糖
11.将壳聚糖超声分散到乙醇溶液中，加入多巴胺，调节ph至8～9，静置20～24h；滴加醋酸催化剂，再加入聚乙酰亚胺，回流2h，过滤，洗涤，干燥，得到氨基化壳聚糖；
12.s2、将s1制备的氨基化壳聚糖加入到mes缓冲溶液中，超声分散，得到氨基化壳聚糖溶液；
13.s3、将水蛭素加入到mes缓冲溶液中，超声分散，得到水蛭素溶液；
14.s4、将s2制备的氨基化壳聚糖溶液与s3制备的水蛭素溶液搅拌混合后，加入交联剂，密封反应30～60min，透析，除去交联剂，得到透析港表面涂层材料。
15.进一步，s4中，所述氨基化壳聚糖与水蛭素的质量比为1～10：1。
16.更进一步，s4中，所述氨基化壳聚糖与水蛭素的质量比为5～8：1。
17.进一步，s4中，所述交联剂为edc/nhs交联剂，其中，edc与nhs的质量比为5：1；所述交联剂与水蛭素的质量比为1：1。
18.进一步，s1中，壳聚糖与多巴胺、聚乙酰亚胺的质量比为1～2：1～2：1。
19.本发明还提供一种透析港，采用上述透析港表面涂层材料均匀涂覆在所述透析港的内壁上；
20.所述透析港包括2个穿刺港，2个所述穿刺港之间通过人工血管连接，2个所述穿刺港通过人工血管分别连接静脉端v和动脉端a；
21.每个所述穿刺港均包括港座以及设置在所述港座的穿刺区上的穿刺部件。
22.更进一步，所述港座是由聚合物骨架材料i采用熔融纺丝或者3d打印法制备；所述穿刺部件是在聚合物骨架材料ii的表面嵌合形成耐穿刺凝胶层。
23.更进一步，所述聚合物骨架材料i和所述聚合物骨架材料ii分别采用为pcl、pla、pga、plga中的任意一种。
24.更进一步，所述穿刺凝胶层是甲基丙烯酸甲酯修饰明胶、透明质酸、壳聚糖中的任意一种或者多种的组合。
25.本发明的有益效果：
26.1、本发明的透析港表面涂层材料主要是利用多巴胺的自聚反应，在壳聚糖的表面形成具有粘附作用的聚多巴胺层，然后利用聚乙烯亚胺与聚多巴胺的缩合反应，将聚乙烯亚胺接枝在聚多巴胺修饰的壳聚糖表面，由此可在壳聚糖的表面形成交联网状结构，不仅能够提高交联孔隙率，提高吸附性能，还能抑制聚多巴胺由于自团聚而造成的孔隙堵塞现象，而且还能辅助水蛭素与壳聚糖的结合，形成稳定的凝胶网络。
27.2、本发明的氨基化壳聚糖具有均匀光滑的修饰表面，且具有丰富的孔隙结构，吸附性较强，能够促进水蛭素进入并粘附在壳聚糖的内部孔隙上。
28.3、本发明的透析港表面涂层材料具有良好的生物相容性和抗凝血效果，应用于透析港的内壁上，可以防止长期使用中血栓形成。
29.4、本发明的透析港表面涂层材料的制备方法，操作简单，且反应条件易于控制，适用于工业化生产。
30.5、本发明的透析港使穿刺简便，操作容易，难度降低，能够确保透析中血流压力稳定，而且能够实现频繁穿刺，使用寿命长。动脉穿刺港及静脉穿刺港分开的设计，使穿刺针不会交叉，利于操作，提高血液透析的效率，更符合医务人员选择固定穿刺点的操作习惯。后期也可单独更换穿刺港。穿刺针拔出后不需要按压，比传统动静脉瘘穿刺后更容易止血；降低并发症，有效避免血栓形成及假性动脉瘤等。透析港设计成流线型的特点，更符合人体血管解剖学的特点，更符合肢体运动的人体工程力学，也更符合人体血液流动学，反复使用中不易形成血栓。本发明的透析港基本适用于所有肾功能衰竭的患者，尤其为自身血管条件差及自体动静脉内瘘失功的患者提供了更佳的选择。让肾功能衰竭患者在透析治疗过程中的护理及维护更简单，日常生活根本不会受到影响。
附图说明
31.图1为本发明实施例1提供的透析港的结构示意图。
32.图2为本发明实施例1提供的穿刺港的俯视示意图。
33.图3为图2的a-v剖切示意图。
34.图4为图2的b-c剖切示意图。
35.图5为本发明实施例得到的透析港表面涂层材料的血小板粘附试验测试结果。
36.图中：
37.1、穿刺港；11、港座；12、穿刺部件；13、连接阀；14、透析港表面涂层材料；2、人工血管；3、静脉端v；4、动脉端a。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.本发明中所述的透析港是一种用于在血液透析中用于动、静脉分别穿刺的皮下埋藏式装置，其原理主要是以两个穿刺港通过人工血管相连接后，再以人工血管连接动脉端与静脉端，穿刺动脉端的穿刺港引流出血液，穿刺静脉端的穿刺港输回血液，从而达到透析的目的。
41.下述各实施例中所述实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。
42.实施例1
43.请参阅图1，为本发明实施例提供的一种透析港的结构示意图。该透析港包括2个穿刺港1，2个穿刺港1之间通过人工血管2连接，2个穿刺港1通过人工血管2分别连接静脉端v 3和动脉端a 4。请参阅图2，每个穿刺港1均包括港座11以及设置在港座11的穿刺区上的穿刺部件12。例如，穿刺部件12为穿刺帽，穿刺帽能够对穿刺区形成密封。其中，每个穿刺港1的两端分别设有连接阀13，且通过连接阀13与对应的人工血管2连接。在此，人工血管的大小可以为5f、6f、7f、8f、9f、10f中的任意一种，根据患者的自身血管大小来拟定。
44.两个穿刺港内血流通过人工血管相通，穿刺港内设计成瘤样扩张形态(呈梭形膨大)，方便穿刺，更加符合血液流动学，不仅仅使穿刺更加容易，并且更不容易形成血栓。
45.具体地，透析港的内壁上涂覆有透析港表面涂层材料14，如图3和图4所示。港座11是由聚合物骨架材料采用熔融纺丝或者3d打印法制备；穿刺部件12是在聚合物骨架材料的表面嵌合形成耐穿刺凝胶层。其中，聚合物骨架材料为plga。穿刺凝胶层是甲基丙烯酸甲酯修饰明胶。耐穿刺凝胶层的设置主要是能够实现频繁穿刺，使用寿命长，且具有耐穿刺、易穿刺、可自我修复，抗压力，拔出穿刺针后不出血的特点。
46.实施例2
47.一种透析港，与实施例1的结构基本相同，其不同之处在于，聚合物骨架材料为pcl。穿刺凝胶层是甲基丙烯酸甲酯修饰明胶。
48.实施例3
49.一种透析港，与实施例1的结构基本相同，其不同之处在于，聚合物骨架材料为pla。穿刺凝胶层是甲基丙烯酸甲酯修饰明胶与透明质酸以质量比1：1的混合。
50.实施例4
51.一种透析港，与实施例1的结构基本相同，其不同之处在于，聚合物骨架材料为pga。穿刺凝胶层是甲基丙烯酸甲酯修饰明胶与壳聚糖以质量比1：1的混合。
52.实施例5
53.一种透析港表面涂层材料包括氨基化壳聚糖和水蛭素，所述氨基化壳聚糖利用聚乙烯亚胺与聚多巴胺在壳聚糖的表面形成交联网状结构，并辅助水蛭素与壳聚糖的共价结合。
54.上述透析港表面涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
55.s1、制备氨基化壳聚糖
56.将壳聚糖超声分散到乙醇溶液中，加入多巴胺，调节ph至8.5，静置24h；滴加醋酸催化剂，再加入聚乙酰亚胺，回流2h，过滤，洗涤，真空干燥，得到氨基化壳聚糖；其中，壳聚糖与多巴胺、聚乙酰亚胺的质量比为1：1：1。
57.s2、将s1制备的氨基化壳聚糖加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到氨基化壳聚糖溶液；
58.s3、将水蛭素加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到水蛭素溶液；
59.s4、将s2制备的氨基化壳聚糖溶液与s3制备的水蛭素溶液搅拌混合后，加入edc/nhs交联剂，密封反应45min，透析，除去交联剂，得到透析港表面涂层材料。其中，氨基化壳聚糖与水蛭素的质量比为6：1。edc与nhs的质量比为5：1；所述交联剂与水蛭素的质量比为1：1。
60.实施例6
61.一种透析港表面涂层材料包括氨基化壳聚糖和水蛭素，所述氨基化壳聚糖利用聚乙烯亚胺与聚多巴胺在壳聚糖的表面形成交联网状结构，并辅助水蛭素与壳聚糖的共价结合。
62.上述透析港表面涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
63.s1、制备氨基化壳聚糖
64.将壳聚糖超声分散到乙醇溶液中，加入多巴胺，调节ph至8，静置20h；滴加醋酸催化剂，再加入聚乙酰亚胺，回流2h，过滤，洗涤，真空干燥，得到氨基化壳聚糖；其中，壳聚糖与多巴胺、聚乙酰亚胺的质量比为2：1：1。
65.s2、将s1制备的氨基化壳聚糖加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到氨基化壳聚糖溶液；
66.s3、将水蛭素加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到水蛭素溶液；
67.s4、将s2制备的氨基化壳聚糖溶液与s3制备的水蛭素溶液搅拌混合后，加入edc/nhs交联剂，密封反应30min，透析，除去交联剂，得到透析港表面涂层材料。其中，氨基化壳聚糖与水蛭素的质量比为5：1。edc与nhs的质量比为5：1；所述交联剂与水蛭素的质量比为1：1。
68.实施例7
69.一种透析港表面涂层材料包括氨基化壳聚糖和水蛭素，所述氨基化壳聚糖利用聚乙烯亚胺与聚多巴胺在壳聚糖的表面形成交联网状结构，并辅助水蛭素与壳聚糖的共价结合。
70.上述透析港表面涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
71.s1、制备氨基化壳聚糖
72.将壳聚糖超声分散到乙醇溶液中，加入多巴胺，调节ph至9，静置24h；滴加醋酸催化剂，再加入聚乙酰亚胺，回流2h，过滤，洗涤，真空干燥，得到氨基化壳聚糖；其中，壳聚糖与多巴胺、聚乙酰亚胺的质量比为1：2：1。
73.s2、将s1制备的氨基化壳聚糖加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到氨基化壳聚糖溶液；
74.s3、将水蛭素加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到水蛭素溶液；
75.s4、将s2制备的氨基化壳聚糖溶液与s3制备的水蛭素溶液搅拌混合后，加入edc/nhs交联剂，密封反应60min，透析，除去交联剂，得到透析港表面涂层材料。其中，氨基化壳聚糖与水蛭素的质量比为8：1。edc与nhs的质量比为5：1；所述交联剂与水蛭素的质量比为1：1。
76.实施例8
77.一种透析港表面涂层材料包括氨基化壳聚糖和水蛭素，所述氨基化壳聚糖利用聚乙烯亚胺与聚多巴胺在壳聚糖的表面形成交联网状结构，并辅助水蛭素与壳聚糖的共价结合。
78.上述透析港表面涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
79.s1、制备氨基化壳聚糖
80.将壳聚糖超声分散到乙醇溶液中，加入多巴胺，调节ph至8.5，静置24h；滴加醋酸催化剂，再加入聚乙酰亚胺，回流2h，过滤，洗涤，真空干燥，得到氨基化壳聚糖；其中，壳聚糖与多巴胺、聚乙酰亚胺的质量比为1：1：1。
81.s2、将s1制备的氨基化壳聚糖加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到氨基化壳聚糖溶液；
82.s3、将水蛭素加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到水蛭素溶液；
83.s4、将s2制备的氨基化壳聚糖溶液与s3制备的水蛭素溶液搅拌混合后，加入edc/nhs交联剂，密封反应60min，透析，除去交联剂，得到透析港表面涂层材料。其中，氨基化壳聚糖与水蛭素的质量比为10：1。edc与nhs的质量比为5：1；所述交联剂与水蛭素的质量比为1：1。
84.实施例9
85.一种透析港表面涂层材料包括氨基化壳聚糖和水蛭素，所述氨基化壳聚糖利用聚乙烯亚胺与聚多巴胺在壳聚糖的表面形成交联网状结构，并辅助水蛭素与壳聚糖的共价结合。
86.上述透析港表面涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
87.s1、制备氨基化壳聚糖
88.将壳聚糖超声分散到乙醇溶液中，加入多巴胺，调节ph至8.5，静置24h；滴加醋酸催化剂，再加入聚乙酰亚胺，回流2h，过滤，洗涤，真空干燥，得到氨基化壳聚糖；其中，壳聚糖与多巴胺、聚乙酰亚胺的质量比为1：1：1。
89.s2、将s1制备的氨基化壳聚糖加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到氨基化壳聚糖溶液；
90.s3、将水蛭素加入到0.1mol/l的mes缓冲溶液中，超声分散，得到水蛭素溶液；
91.s4、将s2制备的氨基化壳聚糖溶液与s3制备的水蛭素溶液搅拌混合后，加入edc/nhs交联剂，密封反应60min，透析，除去交联剂，得到透析港表面涂层材料。其中，氨基化壳聚糖与水蛭素的质量比为1：1。edc与nhs的质量比为5：1；所述交联剂与水蛭素的质量比为1：1。
92.对实施例5～9的透析港表面涂层材料进行抗凝血测试，具体操作如下：
93.将聚乙烯片剪成3
×
4cm的片段，共18片，分成6组，每组3片。
94.空白组：未涂覆任何涂层材料。
95.一组：在聚乙烯片上涂覆实施例5制备的透析港表面涂覆材料。
96.二组：在聚乙烯片上涂覆实施例6制备的透析港表面涂覆材料。
97.三组：在聚乙烯片上涂覆实施例7制备的透析港表面涂覆材料。
98.四组：在聚乙烯片上涂覆实施例8制备的透析港表面涂覆材料。
99.五组：在聚乙烯片上涂覆实施例9制备的透析港表面涂覆材料。
100.从兔颈静脉抽取16ml血液，轻轻摇匀，注入塑料离心管中，每只离心管4ml，采用高速离心机离心10min，弃掉上清液，收集富含血小板的下层血浆。将血浆依次涂覆于上述六组聚乙烯片上，然后孵育固定脱水。通过扫描电子显微镜来观察六组聚乙烯片上的血小板粘附情况，并根据如下式(i)计算血小板粘附率，结果见图5。
101.血小板粘附率(％)＝(n
0-n
x
)/n0×
100％
ꢀꢀꢀ
(i)；
102.其中，n0为未吸附血小板数；n
x
为吸附血小板数。其中血小板粘附率越低，表示抗血小板粘附的功能越好，也即抗凝血能力越强。
103.通过对比观察结果可知，与空白组相比，一组～5组的聚乙烯片上单位面积血小板的粘附数量均小于空白组，由此可得，本发明实施例5～实施例9通过聚乙烯亚胺与聚多巴胺在壳聚糖的表面形成交联网状结构，得到氨基化壳聚糖，而交联网状结构能够辅助水蛭素与壳聚糖的共价结合，最终能够有效提高涂层材料的抗凝血能力。并且随着水蛭素含量的增加，其抗凝血能力越强。
104.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。