使用静电纺丝与球囊可扩张裸金属支架制备小口径支架移植物

该制造工艺的总体目标是通过在两层电纺聚氨酯纳米纤维内封装球囊扩张式支架，开发一种小口径支架移植物。这项研究有助于我们研制出愈合速度极快的小口径支架移植物，并有望开拓此前未曾实现的新型医疗应用。该技术的优势在于，支架移植物由可模拟细胞外基质的聚合物纳米纤维制成。

其制备过程同样简单，并具有良好的机械性能和细胞黏附特性。首先，将约8毫升生物相容性食品级水溶性支撑材料在量筒中于155摄氏度下熔化。同时，将100毫米长、3毫米宽的不锈钢芯轴加热至155摄氏度。

接下来关闭烤箱，将芯轴浸入支撑材料中。然后将芯轴垂直悬挂在烤箱内，使材料固化，固化温度约为 140 摄氏度。多余的材料应从末端滴落。

接下来安装静电纺丝系统的芯轴收集器。这需要一个带有连接塑料棒的实验室混合器，塑料棒末端带有用于固定芯轴的夹头。将芯轴尖端的支撑材料溶解去除，以便其能够连接到夹头上。

接下来，在心轴两端使用橡胶O形圈，以保护静电纺丝材料免受接地线的影响，并使用U形接地线将心轴接地。然后，将暴露的心轴固定在远端的短夹具上以提供支撑。在另一端，将心轴连接到实验室搅拌器的旋转杆上。

使用螺丝将两个支撑架固定在芯轴上，并对芯轴进行电气接地。现在设置液体聚氨酯挤出系统。首先，将新配制的15%聚氨酯溶液装入一支适配注射泵的5毫升玻璃注射器中，并安装一根钝头不锈钢针头，该针头将作为喷丝头使用。

根据注射器的内径，将泵设置为以每分钟0.01毫升的流速挤出溶液。为防止电弧产生，使用橡胶片将注射器与注射泵的导电部件隔离开来。然后将注射器安装在泵中，使喷丝头尖端距离芯轴收集器20厘米。

接下来，使用鳄鱼夹将高压电源连接到喷丝头。在开始静电纺丝之前，关闭通风橱的排风系统。操作时，启动注射泵，并以约 50 RPM 的速度旋转芯轴。

然后在喷丝头和收集芯轴之间施加20千伏的电压差。聚氨酯纳米纤维将开始沉积在旋转的芯轴上，几分钟内即可观察到一层薄薄的纤维。持续沉积聚氨酯纳米纤维约两小时，以形成均匀的管状结构。

纳米纤维纺丝完成后，重新打开通风橱排气装置，然后将心轴从塑料支架上取下。接着小心地将球囊扩张支架滑入电纺纤维管中，避免损坏纤维管。如有必要，可略微扩张支架，以便更顺利地套入。

接下来，在预定位置压接支架，使其紧贴管壁且不会滑动，以帮助防止内层和外层发生分层。将芯轴重新放回装置中，继续静电纺丝三小时，在支架移植物上制备外层。

接下来，仍在芯轴上时，使用手术刀从支架两端各约一毫米处沿圆周方向切割掉多余的聚氨酯。然后将芯轴和支架移入去离子水中浸泡，以溶解支撑材料。根据需要更换水，直至支撑材料完全溶解。

然后小心地将支架移植物从芯轴上取下，并使其自然风干。为测试支架移植物，将其滑入一个直径3毫米的三折球囊上，并使用手持式压握工具将其压握至球囊上。在显微镜下检查压握后的支架移植物，观察压握是否均匀，以及是否存在分层、覆膜材料穿孔等任何失效迹象，这些缺陷可能由支架变形引起。

如果外观良好，则使用注水装置向三折球囊注水加压，将支架移植物扩张至三毫米。扩张后，再次使用显微镜检查支架移植物，观察其扩张是否均匀，并检查是否存在任何失效迹象。

使用静电纺丝仪可制备高质量的聚氨酯纳米纤维。采用此装置进行聚氨酯纳米纤维的静电纺丝，每小时可生成每层厚度为50 µm的均匀聚氨酯纤维层。对所制备的小口径支架移植物进行压褶和扩张测试，结果表明，这些器械能够通过标准三折叠球囊进行植入，且无非均匀扩张或材料失效迹象。

完成此操作后，可进行其他方法，如动物模型植入，以研究该装置的功能性、耐久性和性能特征。在进行此操作时，重要的是要记住在电纺丝过程中应在关闭排风的化学通风橱内操作，并在取出样品前重新打开排风。