重要脏器保护与生物材料课题组侯世科、吕琪、史杰团队最新研发出一款新型三层仿生小口径人工血管

【导读】

近期，我院侯世科教授、吕琪副教授、史杰讲师团队开发出一款三层仿生小口径人工血管。该研究成果以“Biomimetic tri-layered small-diameter vascular grafts with decellularized extracellular matrix promoting vascular regeneration and inhibiting thrombosis with the salidroside”为题发表在《Materials Today Bio》（中科院1区），史杰、博士生滕彦娇为本文并列一作，侯世科、吕琪为共同通讯作者。并获批国家发明专利授权1项（专利号ZL202210888742.7）。

该研究模拟天然血管的结构和组成，利用静电纺丝技术制备以天然血管脱细胞基质粉末（dECM）和聚乳酸-co-己内酯(PLCL)为基质材料的三层仿生血管，并在人工血管内层负载红景天苷(Sal)抑制血栓的形成(PLCL-dECM-Sal)。该三层仿生小口径人工血管可促进血管组织再生，旨在为血管创伤以及心血管疾病患者治疗提供可替换的血管。

【研究背景】

战争、车祸等造成的急性血管创伤以及慢性心血管疾病已经成为危害人类健康的主要原因。血管移植是临床治疗血管损伤的有效方法，自体血管被广泛认为是血管移植手术的金标准。然而，自体血管移植存在一定的局限性，如血管直径大小不匹配、自体血管来源有限、受患者身体状况影响等。因此，临床对人工血管的需求不断增加。大直径人工血管已成功应用于临床。然而，小直径人工血管(φ≤6mm)由于急性血栓形成、内膜增生和钙化的高发临床未有应用。因此，迫切需要开发小口径的人工血管，以满足临床需求。

【研究方法】

将猪胸主动脉脱细胞并冷冻研磨成dECM粉末。内膜、中膜dECM粉末分别和PLCL复合静电纺丝制备血管内层和中层，纯PLCL制备血管外层以增强血管力学性能。将红景天苷负载到血管内层以抑制血栓形成。体外实验评价人工血管的细胞相容性、血液相容性以及对血管内皮细胞功能的影响。大鼠的腹主动脉移植3和6周评价人工血管的内皮化、平滑肌再生、细胞外基质的沉积以及降解情况。

【结论】

三层仿生血管制备过程如图1A所示，该人工血管具有良好的力学性能，可满足血管体内移植，且该血管具有弹性，可弯曲，压缩和拉伸；天然血管内膜和中膜dECM可分别促进人脐静脉内皮细胞（HUVEC)和平滑肌细胞（SMC)增殖；红景天苷修饰可抑制血小板黏附，预防血栓形成；dECM可促进HUVEC黏附、迁移和血管形成；人工血管体内植入3周和6周，发现PLCL-dECM-Sal可抑制血栓形成，促进血管快速内皮化、平滑肌再生和细胞外基质沉积（图2）。该三层仿生小口径人工血管可促进血管组织快速再生，未来可应用于冠状动脉旁路移植、外周血管旁路移植、血管创伤、血液透析血管通路等。

图1 三层仿生血管支架表征

图2 平滑肌和细胞外基质再生评价

【原文链接】

https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2023.100709

（图文来源：滕彦娇）