新型静电纺丝小口径人工血管研究取得重大突破！

1.新型生物复合血管的研究意义

南开大学生命科学学院、药物化学生物学国家重点实验室赵强教授课题组与浙江大学医学院附属第一医院徐清波教授课题组合作，研究出一种具有仿生天然血管功能的新型生物复合血管。这种人造血管可以缓慢释放一氧化氮，促进血管组织再生并抑制血管钙化，使血管的长期畅通率提高，突破了小口径人工血管再狭窄的难题，在组织工程领域具有广阔的临床应用前景。

图1 生物杂交血管移植

尽管由合成材料制备的人工血管在大血管（主动脉）置换手术中已成功应用，但直径小于6mm的人工血管，由于其再狭窄发生率高，目前仍没有产品可以临床应用。所以小口径人工血管一直是心血管植介入器械领域最具挑战的研究方向之一，也是制约我国创新医疗器械发展的关键难题之一。

2.生物复合型人工血管创新设计

近年来，动物（猪）来源的天然血管由于其来源广泛和低廉的成本，并具有与人体内血管类似的尺寸，受到了广泛关注。由于免疫潜力会引发不利的先天性或适应性免疫反应，异种移植物需要先进行脱细胞，包括单独或联合应用化学、物理和生物（酶）方法。在充分清除细胞碎片后，细胞外基质（ECM）成分及其三维超微结构将很好地保留下来，这为植入后调节宿主反应提供了所需的微环境。基于NO的多种生物学功能启发，研究团队通过结合脱细胞猪静脉和具有NO释放特性的功能性假体来设计和制造生物杂交血管移植物，将天然细胞外基质与静电纺丝人工血管结合，设计了一种能缓释一氧化氮功能的生物复合型人工血管。

创新点：生物杂交血管移植物具有一氧化氮释放功能，在血管钙化的调节中起重要作用，对于血管干/祖细胞的再生和重塑具有重大贡献。

图2 生物血管移植物的制造示意图

3.新型人工血管的特点

这种新型人工血管具有双层结构，内层为去细胞化处理的猪大隐静脉，可提供良好的生物相容性和再生性；外层则采用课题组研发的硝酸酯功能材料，起到力学支撑作用，经过静电纺丝，复合血管的力学强度接近天然动脉的水平。更为重要的是，硝酸酯材料可以在体内环境中通过多步反应转化生成一氧化氮。在研究实验中发现，在兔和小鼠模型中，NO的持续释放显著促进了血管再生，包括内皮化，并抑制了不利的重塑，包括内膜增生和血管钙化。

总之，通过结合脱细胞静脉和功能性聚合物假体的优点，成功制备了生物混合血管移植物。脱细胞后，隐静脉作为有利于血管再生的最佳3D微环境，而硝酸盐功能化的PCL聚合物直接电纺到脱细胞静脉上，这样才能提供足够的机械支持以承受动脉血流动，有效抑制动脉瘤形成并增强颈动脉的通畅性。

在血管移植物中，新生内膜形成的机制与血管丝损伤模型中观察到的机制有些不同。由于植入的移植物不含血管细胞，它们首先会由宿主细胞重新填充。血管移植物的再生毕竟是一个复杂的过程，不排除成熟内皮细胞和平滑肌细胞通过吻合口迁移在新生内膜中促进内皮再生和平滑肌积聚。不过，在适当浓度范围内的NO显著增强了体外内皮细胞的迁移和增殖，而它对平滑肌细胞的迁移和增生起到抑制作用。

赵强教授表示：我们研发出的这类新型人工血管具有广阔的市场前景。我们会努力推进其临床应用，提高人民的身体健康。

引用：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.110981

文中部分内容引用自 大公报