我国研制出小口径人造血管

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蚕丝基小口径人工血管研究进展

研究与技术丝绸ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＩＬＫ蚕丝基小口径人工血管研究进展Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｓｉｌｋ￣ｂａｓｅｄｓｍａｌｌ￣ｃａｌｉｂｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓ曾㊀姚１ꎬ吕金凤１ꎬ王介平１ꎬ刘㊀彬２ꎬ周㊀婵１(１.重庆市畜牧科学院蚕业研究所ꎬ重庆４０２４６０ꎻ２.西南大学生命科学学院ꎬ重庆４００７１５)摘要:心血管疾病居全球死亡率首位ꎬ其中冠状动脉和周边堵塞性血管疾病威胁巨大ꎮ为了降低该疾病对人类生命的严重威胁ꎬ小口径人工血管移植术(搭桥)是较为普遍的治疗手段ꎬ但目前常用的制备方法和材料存在长期通畅率低㊁易形成血栓和难以在体内促进血管内皮化等问题ꎮ桑蚕丝因具备良好的力学性能㊁生物相容性及可控的生物降解性而被广泛用于小口径人工血管ꎮ本文综述了蚕丝基小口径人工血管在动物体内的应用ꎬ总结了以蚕丝基为材料制备小口径血管的优势ꎬ分析了存在的缺陷和改进方向ꎬ以期为蚕丝基小口径人工血管的研究发展提供参考ꎮ关键词:蚕丝ꎻ丝素蛋白ꎻ心血管疾病ꎻ小口径人工血管ꎻ抗血栓ꎻ内皮化中图分类号:ＴＳ１０１.４㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１００１７００３(２０２４)０１００３８０８ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１￣７００３.２０２４.０１.００５收稿日期:２０２３０５１０ꎻ修回日期:２０２３１２０５基金项目:重庆市科研院所绩效激励引导专项项目(２２５３１Ｊꎬ２２５２９Ｊꎬｃｓｔｃ２０２２ｊｘｊｌ０２５９)ꎻ重庆荣昌农牧高新技术产业研发专项项目(２２５４１Ｃ￣２２)ꎻ重庆市现代山地特色效益农业(蚕桑)技术体系多元化发展研究室项目(１８３０４)作者简介:曾姚(１９９５)ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为蚕桑资源综合利用和蚕丝生物医学材料研发ꎮ通信作者:周婵ꎬ副研究员ꎬｃｈａｎｚｈｏｕｍ＠１６３.ｃｏｍꎮ㊀㊀心血管疾病(ＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＤｉｓｅａｓｅꎬＣＶＤ)是一类由心脏和血管异常引起的疾病ꎬ包括心肌梗塞㊁心力衰竭㊁心律异常㊁主动脉瘤㊁外周动脉疾病㊁血管栓塞性疾病和静脉血栓等[１]ꎬ它具有高患病率㊁高致残率和高死亡率的特点ꎬ约占全世界死亡人数的１/３[２]ꎮ引发该类疾病的因素包括过度饮酒㊁吸烟㊁肥胖㊁高胆固醇及高血糖等[３￣５]ꎬ这表明衰老并不是心血管疾病的唯一诱因[６]ꎮ并且统计结果显示ꎬ预计２０３０年全球心血管病死亡人数将上升至２３４０万人[７]ꎮ因此ꎬ寻找合适的预防和治疗手段来应对心血管疾病迫在眉睫ꎮ心血管疾病治疗方式广泛ꎬ当血管堵塞程度较轻时ꎬ药物治疗和保持良好生活方式是最佳的治疗方案ꎮ他汀类药物的降脂疗效常被用于心血管疾病的防治[８]ꎮ支架植入是将球囊导管扩张或金属支架置入冠状动脉病变处ꎬ以膨胀的方式支撑血管壁ꎬ从而使狭窄㊁闭塞的血管扩张保持血流通畅ꎬ它是处理急性血管闭塞最有效的手段[９]ꎮ旁路移植是取自体动静脉或人工血管移植物ꎬ绕过动脉闭塞部位ꎬ连接阻塞部位的上下端ꎬ从而直接建立一条新的血流通路的方法ꎬ目前包括大隐静脉㊁乳内动脉和桡动脉等在内的动静脉移植物仍然是血管重建的金标准 [１０]ꎮ但是ꎬ自体移植会对患者造成二次伤害ꎬ并且血管的来源有限ꎬ因此人工血管移植治疗是目前心血管疾病最有希望的疗法ꎮ研究表明ꎬ涤纶[１１]㊁聚四氟乙烯[１２]和聚氨酯[１３]等材料被广泛应用于大口径血管(内径ȡ６ｍｍ)移植手术ꎬ但是它们在小口径人工血管(内径<６ｍｍ)的应用上存在较大的局限ꎮ如小口径的涤纶管状织物会与血液形成纤维血栓复合体从而引发血管阻塞ꎬ最终导致机体死亡[１４]ꎬ使用组织纤溶酶原选择性经导管溶栓启动激活剂([ｔＰＡ]阿替普酶)对血栓溶解后进行移植[１５]ꎬ可大幅度提高血管通畅率ꎮ聚四氟乙烯制备的狗静脉移植物在植入动物体内后ꎬ狗的存活率只有３６％ꎬ死亡原因主要是血管栓塞[１６]ꎮ聚氨酯移植物用于Ｓｐｒａｇｕｅ￣Ｄａｗｌｅｙ(ＳＤ)大鼠的肾下主动脉移植手术ꎬ在植入后存在易形成血栓㊁长期顺应性不强等问题[１７]ꎮ涤纶㊁聚四氟乙烯和聚氨酯等材料用于小口径血管移植ꎬ如何保持其长期通畅性一直是外科手术的难题ꎮ同时ꎬ这些材料制备的血管难以在体内促进血管内皮化ꎬ从而导致移植效果不佳ꎮ近年来的研究结果显示ꎬ桑蚕丝具有良好的生物相容性㊁机械性能㊁可降解性和促进细胞黏附等特性而被广泛应用于生物医学工程领域[１８￣１９]ꎬ并且它在小口径血管移植手术方面也显示出独特的修复作用[２０]ꎮ基于此ꎬ本文综述了蚕丝基人工小口径血管的应用现状及其性能优势ꎬ同时也讨论了存在的问题和未来发展ꎬ以期为改进小口径血管研究及转化提供参考ꎮ８３第６１卷㊀第１期蚕丝基小口径人工血管研究进展１㊀蚕丝性能及生物医学应用蚕丝是一种天然蛋白质纤维ꎬ由家蚕五龄幼虫分泌ꎬ包含丝胶蛋白和丝素蛋白ꎮ丝蛋白具有重复性一级结构ꎬ包括无规卷曲㊁α￣螺旋㊁β￣转角和β￣折叠等在内的二级结构和晶体网格结构ꎬ这些多级结构是影响力学性能的关键[２１]ꎮ蚕丝具有吸湿性被用于伤口缝合[２２]ꎬ同时它还具有良好的生物相容性㊁可调控的降解性和优秀的机械性能而被广泛用于骨㊁软骨㊁韧带㊁肌腱和骨骼肌等运动系统中[２３]ꎮ研究结果表明ꎬ家蚕丝纤维具有良好的机械性能(拉伸强度４.３~５.２ｇ/ｄｅｎꎬ拉伸模量８４~１２１ｇ/ｄｅｎꎬ断裂应变１０％~２３.４％)[２４]常被用作组织工程材料ꎮ因此ꎬ蚕丝是一种极具潜力的生物医用材料ꎮ２㊀蚕丝基小口径人工血管的应用与优势蚕丝是一种来源丰富㊁性质优良的天然蛋白质纤维ꎬ它被广泛用于制备生物医用材料ꎬ人工血管是其中之一ꎮ以蚕丝为原料制备人工血管ꎬ具有制备方式多样㊁生物相容性良好㊁抗血栓形成和促进血管内皮化等优势ꎮ２.１㊀制备方式多样人工血管的制备需具备快捷㊁方便㊁批量生产㊁合理的制造成本ꎬ以及制备出的血管要接近天然血管性能等特点[２５]ꎮ具备一定降解率的蚕丝基组织工程材料能够为细胞生长和组织形成提供良好的环境[２６]ꎮ研究表明ꎬ蚕丝具有可控的降解性ꎬ通过控制溶解㊁水解条件等方法来改变制备的组织工程移植体的降解速率ꎬ其降解产物可以促进内皮细胞增殖[２７]ꎮ因此ꎬ可使用蚕丝通过凝胶纺丝㊁编织和浸渍㊁双拉舍尔针织㊁静电纺丝㊁冷冻干燥和塑模及３Ｄ打印等方式制备小口径人工血管ꎬ如表１所示ꎮ利用蚕丝或蚕茧制备血管移植体时ꎬ首先需要将其进行脱胶和溶解ꎬ该过程通常使用０.０２~０.０５Ｍ的碳酸钠和９.３Ｍ的溴化锂来实现ꎮ表１㊀蚕丝基血管移植体的制备方法Ｔａｂ.１㊀Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｖａｓｃｕｌａｒｇｒａｆｔｂａｓｅｄｏｎｓｉｌｋ丝胶处理得到丝素纤维ꎬ将丝素溶于９.３Ｍ溴化锂ꎬ再经过透析㊁浓缩得到２５％~３５％的丝素水溶液ꎬ所得溶液通过２７或３０号针排出并缠绕在旋转的芯轴上得到管状物ꎬ该管状物需进行冷冻干燥和甲醇处理后用于移植[２８]ꎮ编织和浸渍获得的血管移植物通常也需要碳酸钠或马赛皂进行脱丝胶处理ꎬ随后在编织机上借助聚氯乙烯棒编织丝素纤维以形成管状物ꎬ同时将丝素管浸入丝素蛋白水溶液ꎬ最后浸入５０％乙醇使涂覆的丝素蛋白不溶[２９]ꎮ以生丝为原料ꎬ使用双拉舍尔针织机制备蚕丝管后经过脱丝胶处理ꎬ然后用含有聚乙二醇二缩水甘油醚的丝素蛋白水溶液涂覆丝管ꎬ冷冻干燥得到血管移植体[３０]ꎮ生丝脱丝胶得到丝素纤维ꎬ将其溶解㊁透析和浇铸获得丝素膜ꎬ再将丝素膜溶于甲酸混匀获得纺丝液ꎬ将其注入注射泵输送至喷丝头ꎬ喷丝头在电压差的作用下产生纤维被圆柱形旋转收集器收集ꎬ形成管状移植物ꎬ再将管状物浸入乙醇ꎬ最后真空干燥[３１]ꎮ为了避免有机溶剂在制备生物医用材料过程中的大量使用ꎬＺｈｏｕ等[３２]的研究结果表明ꎬ水可以作为一种优良溶剂用于静电纺丝制备人工血管ꎬ并且使用水作溶剂可以获得连续纤维ꎬ同时可以将水溶性生物活性分子混合赋予移植物基本功能ꎮＣｈａｎ等[３３]对比了水纺制和六氟异丙醇纺制的移植体ꎬ结果显示水纺制的移植物从３周到６周的新生内膜面积急剧增加ꎬ然后达到稳定水平ꎮ相比之下ꎬ六氟异丙醇纺制的移植体从３周逐渐增加到２４周ꎬ比水纺制具有更长的稳定周期ꎬ并且在移植时细胞的渗透速度显著高于水纺制ꎬ这得益于六氟异丙醇纺制比水纺制具有更高的孔隙率(４５.１％ʃ１.２％ｖｓ２３.３％ʃ１.７％)ꎮ虽然静电纺丝技术被广泛用于制备人工血管ꎬ但是在静电纺丝和纺织层之间实现强黏合可能是一个挑战ꎬ因为沉积静电纺丝纤维的纺织品表面不是均匀平坦的ꎬ而是存在微观的粗糙或凹陷的部位ꎬ这阻止了两个表面之间的连续接触[３４]ꎮ用Ｎａ２ＣＯ３溶液进行脱丝胶获得丝素纤维ꎬ再将丝素纤维溶于溴化锂ꎬ透析获得丝素蛋白水溶液ꎮ将水溶性有机溶剂加入丝素蛋白水溶液ꎬ混合后注入模具ꎬ在低温(－２０ħꎬ－７０ħꎬ－１９６ħ)下进行冷冻和干燥处理ꎬ浸入甲醇诱导丝素蛋白结晶ꎬ最终形成管状移植体[３５]ꎮ与其他工艺获得的丝素管相比ꎬ冻干管增加了孔隙率ꎬ有助于细胞向管内迁移[２８]ꎬ但有研究发现ꎬ经过冷冻干燥９３Ｖｏｌ.６１㊀Ｎｏ.１Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｓｉｌｋ￣ｂａｓｅｄｓｍａｌｌ￣ｃａｌｉｂｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓ制备的血管支架在力学性能上难以达到预期目标[３２]ꎮＫｉｍ等[２６]利用甲基丙烯酸缩水甘油酯化学改性丝素蛋白能够制备出有效的数字光处理３Ｄ生物打印墨水ꎬ该墨水能够根据设计的ＣＡＤ图像打印出血管ꎬ但是通过打印的方法制备组织工程材料需要克服生物相容性和结构稳定性等问题ꎬ并且丝素蛋白没有合适的光固化位点ꎮＣｈｅｎｇ等[３６]将猪颈动脉脱细胞后所得细胞外基质作为支架制备的组织工程血管移植体显示出巨大的潜力ꎬ这提示蚕丝基或可用于脱细胞组织工程制备血管移植体ꎮ人工血管表面孔隙率是诱导血小板聚集的重要因素ꎬ冷冻干燥丝素管表面粗糙并具有高孔隙率能够有助于细胞生长迁移ꎬ在冻干管中制备过程中加入肝素能够抑制平滑肌细胞的增殖ꎬ同时能促进新血管形成ꎬ这与高孔隙率和温和的制造工艺(如使用乙醇作为制备溶剂)密不可分[３５]ꎮ综上ꎬ不同制备工艺对于人造血管的孔径㊁力学性能㊁细胞迁移速率㊁细胞附着率等影响较大ꎬ如调节静电纺丝参数(溶剂㊁纺丝液浓度和流速等)以增加丝血管移植物的纤维和孔径可增强宿主的体内重塑[３３]ꎮ增加静电纺丝制备丝素管过程中甲醇的处理时间ꎬ材料结晶度增加ꎬ这对丝素血管移植体的生物降解速率产生了显著的影响[３７]ꎮ调节凝胶纺丝过程中丝素蛋白溶液的浓度可以提高丝素管的孔隙率ꎬ这有利于细胞的进入和移植体的降解[３８]ꎮ以蚕丝基为原料利用不同的制备方法生产的血管移植体具有多种尺寸和孔径可以更好地满足外科手术ꎬ这得益于蚕丝独特的生物可控降解性ꎬ但是在方法的选择上要综合考虑是否能够保持良好的力学性能及良好的生物相容性(如静电纺丝)ꎮ选择六氟异丙醇和乙醇作为溶剂能够有效地控制丝纤维的厚度和孔隙率ꎬ这对移植后血管重塑具有深远的影响ꎮ２.２㊀生物相容性良好具备良好的细胞相容性通常是血管移植体在进行植入手术前的基本要求ꎮ以蚕丝基为基础的小口径血管移植体在与人冠状动脉平滑肌细胞㊁人主动脉内皮细胞㊁人脐静脉内皮细胞㊁平滑肌细胞㊁小鼠成纤维细胞㊁ＮＩＨ３Ｔ３细胞和人脐动脉平滑肌细胞等[３９￣４３]进行共培养时显示出极佳的细胞相容性ꎮ静电纺丝制备的丝素血管移植体有利于细胞黏附㊁存活和生长ꎬ在将成年人冠状动脉内皮细胞㊁人主动脉平滑肌细胞和人主动脉不定纤维细胞接种至移植体后３ｈ检测到每种细胞类型的黏附率为６１％ʃ５％ꎬ三种细胞类型显示出活跃的新陈代谢(葡萄糖和谷氨酰胺的消耗ꎬ乳酸的释放)和长达２０ｄ的增殖时间[３４]ꎮＳｈａｙａｎ等[４４]利用静电纺丝技术将薄层镍钛诺和丝素蛋白组合以制备复合移植物ꎬ当移植物与平滑肌细胞和内皮细胞共培养４８ｈ后细胞以梭形形态扩散ꎬ并稳定地附着在移植体上ꎬ并且附着的内皮细胞数量及其在移植体上扩散形态均优于涤纶和膨体聚四氟乙烯ꎮＭａｒｃｏｌｉｎ等[１８]的研究结果表明ꎬ涂覆明胶的丝素蛋白管状移植体与Ｌ９２９小鼠成纤维细胞系共培养２４ｈ后细胞就已经扩散变平ꎬ经过７ｄ的培养细胞密度变大ꎬ与脐静脉内皮细胞共培养３ｄ和７ｄ后细胞黏附及生存状态良好[４５]ꎮＬｉｕ等[４０]通过与氯磺酸反应制备了硫酸化丝素蛋白ꎬ并用硫酸化丝素蛋白海绵修饰了针织丝素蛋白支架ꎬ提高了血管移植体的血液相容性ꎮ研究表明ꎬ丝素蛋白管上接种ＮＩＨ３Ｔ３细胞２４ｈ后ꎬ细胞黏附到管上ꎬ细胞活力随着培养时间的增加呈线性增加ꎬ并且时间越长细胞更加扁平和扩展[３７]ꎮＭａ等[４３]将ＮＩＨ３Ｔ３细胞与丝素蛋白纳米纤维㊁低聚原花青素纳米纤维和聚氨酯纳米纤维共培养７ｄ后检测细胞生长状况ꎬ除了聚氨酯纳米纤维表现出很低的细胞生长数ꎬ另外两者共培养后的细胞数呈对数级增长ꎬ均显示出良好的细胞相容性ꎮ即使是在动态培养的条件下ꎬ将血管细胞(人冠状动脉平滑肌细胞和人主动脉内皮细胞)接种到模拟血管结构的管状电纺丝素蛋白支架上ꎬ细胞也能在支架上增殖和排列ꎬ细胞有效分配营养和氧气方面动态流动也优于静态培养[３９]ꎮ同时ꎬ人冠状动脉平滑肌细胞与静电纺丝丝素蛋白支架共培养３６ｄ后ꎬ细胞生长状态仍良好[４２]ꎮ有研究显示ꎬ在移植体中掺入胶原蛋白可以进一步促进细胞生长和增殖ꎬ提高生物相容性ꎬ但是过量的胶原蛋白则会导致移植体机械性能降低[３２]ꎮ这些结果表明ꎬ以蚕丝基为基础制备的血管移植体具有良好的细胞相容性ꎬ细胞与支架共培养后生长状况良好ꎬ并且能够在材料上定植生长ꎬ共培养结果显示出蚕丝基血管支架具有使细胞短期高效定植的特点ꎬ这些特性有利于移植后血管内皮化的进程ꎬ但是也要预防在这个过程中细胞发生过度增殖的现象ꎮ２.３㊀抗血栓形成在血管移植手术后ꎬ移植物中形成血栓易引起血管堵塞ꎬ这对于手术的成功是极大的阻碍因素ꎬ也极易造成死亡[１４]ꎮ从制备材料上着手降低血栓形成的风险对于血管置换手术至关重要ꎮＬｏｖｅｔｔ等[２８]将蚕丝和聚四氟乙烯这两种血管移植材料制备的管状物与天然大鼠腹主动脉力学性能相比ꎬ聚四氟乙烯(弹性模量(９１８ʃ５２.９)ＭＰａꎬ极限抗拉强度(４３.４ʃ４.６)ＭＰａ)相较于蚕丝(弹性模量(２.２０ʃ０.９０)ＭＰａꎬ极限抗拉强度(０.２７３ʃ０.１１)ＭＰａ)显示出更好的强度ꎬ将其用于治疗血流量较高且阻力低的大直径血管移植是有益的ꎬ但是蚕丝更能与小直径的大鼠主动脉(弹性模量(２.４４ʃ０.７６)ＭＰａꎬ极限抗拉强度(０.５１９ʃ０.１１)ＭＰａ)的机械性能匹配ꎬ从而降低血栓形成的可能性ꎮ结合编织和静电纺丝技术ꎬ以丝素为原料制备出包括内部和外部静电纺丝层和中间纺织层的仿生血管移植体具有良好的血液相容性ꎬ在体内试验期间未观察到血０４第６１卷㊀第１期蚕丝基小口径人工血管研究进展栓形成[３４]ꎮＹａｇｉ等[３０]通过彩色多普勒成像和脉冲波监测ＳＤ大鼠体内丝素蛋白制备的血管移植物通畅性ꎬ结果显示ꎬ植入大鼠腹主动脉２１周后的移植物几乎没有血栓形成ꎮ同样地ꎬＥｎｏｍｏｔｏ等[４６]也通过彩色多普勒成像和脉冲波监测到１０个聚四氟乙烯移植物有４个在第４周时堵塞ꎬ相比之下２７个丝素蛋白移植物只有３个发生了堵塞ꎬ丝素移植物的通畅率(８５％)显著高于聚四氟乙烯(４８％)ꎬ并且堵塞的聚四氟乙烯移植物中有血栓形成ꎮ通过端到端吻合的方式将丝血管移植物植入ＳＤ大鼠的腹主动脉ꎬ大鼠没有表现出急性血栓㊁凝血和下肢缺血的现象ꎬ并且蚕丝膜上黏附的蛋白量低于聚四氟乙烯膜[３８]ꎮ蚕丝基血管移植物在植入犬颈动脉３个月后的评估中ꎬ移植物的腔内层中观察到充分的胶原化和内皮化ꎬ这表明该移植物具有高效的抗血栓形成作用[４７]ꎮ膨体聚四氟乙烯血管移植体在第４周的通畅率(８０％)低于丝素蛋白血管移植体通畅率(１００％)ꎬ通畅性的丧失是由于血栓形成ꎬ因为红细胞和纤维蛋白积聚在管腔内[４８]ꎮ为了实现小口径血管移植的长期通畅和结构完整性ꎬ理想的血管移植体应该具有抗血栓表面ꎬ多项研究结果均表明蚕丝基的抗血栓能力较强ꎬ这与其良好的生物相容性和机械性能密不可分ꎮ但是蚕丝基人工小口径血管也显示出平滑肌细胞的过度增生问题[２８]ꎬ这是导致血栓的潜在因素之一ꎬ未来或可通过将丝蛋白与抗凝剂如肝素㊁水蛭素ꎬ以及抗血栓形成靶因子如紫杉醇㊁华法林㊁阿司匹林和氯吡格雷等混合ꎬ以提高抗血栓形成性ꎮ２.４㊀促进血管内皮化天然血管有三个解剖层:内膜㊁中膜和外膜ꎮ内膜由单层内皮细胞组成ꎬ中膜主要包含平滑肌细胞和弹性蛋白纤维ꎬ外膜由胶原蛋白㊁弹性蛋白㊁成纤维细胞及最主要的结缔组织成分组成(图１)[４９]ꎮ其中ꎬ内皮细胞参与血栓溶解和凝血过程ꎬ并且在正常稳态条件下内皮细胞可防止血栓形成[５０]ꎮ健图１㊀血管结构Ｆｉｇ.１㊀Ｖａｓｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ康的内皮发育对于血管移植手术的成功是有利的[５１]ꎬ内皮细胞的正常生长对于血管重塑十分必要ꎮ利用丝素网与内皮细胞共培养ꎬ细胞可沿着丝素网黏附和扩散ꎬ并且这些细胞在丝素网上形成微血管样结构[２９]ꎮ通过静电纺丝的方法利用丝素蛋白溶液制备的血管移植体ꎬ植入动物体内７ｄ后ꎬ支架内表面的弹性蛋白表达量约为天然血管中定量的５０％[５２]ꎬ１个月时ꎬ宿主细胞沿着移植物内腔快速迁移ꎬ并形成融合内皮[３８]ꎬ３个月时ꎬ移植体管腔中有内皮细胞稳定定植[３１]ꎮ通过冷冻干燥制备的丝素蛋白多孔血管支架ꎬ植入ＳＤ大鼠皮下２周后可以明显地观察到新生毛细血管[３５]ꎮ将水凝胶纺丝技术生产血管移植物ꎬ植入ＳＤ大鼠腹主动脉４周后ꎬ管腔表面产生了血管细胞重塑的融合内皮[２８]ꎬ在聚四氟乙烯移植物上并未观察到血管细胞较为活跃的增殖现象ꎮ通过双拉舍尔针织机制备丝素纤维管状物ꎬ再将移植物表面进行硫酸化处理ꎬ结果显示移植体上内皮细胞能够稳定存在１４ｄ以上ꎬ这有利于血管移植物的内皮化及加速形成融合功能性内皮单层[４０]ꎮ针织获得的丝素管状移植物植入动物体内３周时ꎬ移植体内表面出现明显的内皮细胞定植[４７]ꎬ植入４周后ꎬ移植物的内部被血管内皮细胞覆盖ꎬＣＤ３１阳性内皮细胞数量显著多于膨体聚四氟乙烯组[４８]ꎬ３个月在移植物表面聚集了平滑肌细胞和血管内皮细胞[５３]ꎮ通过编织的方法制备的丝素血管移植体在植入动物体内１个月ꎬ在移植体外部形成了一层薄再生组织[５４]ꎬ植入３个月后ꎬ所有移植物都有血管内皮细胞生长[５５]ꎬ在３个月和１２个月时ꎬ移植体中ＣＤ３１的基因表达水平分别为自体血管的４５８％和７５.３％[５６]ꎬ１年后ꎬ丝素蛋白移植物的组织学分析显示移植物内形成内皮层和介质样平滑肌层ꎬ这显示正常血管中血管细胞产生了迁移[４６]ꎬ内皮细胞和平滑肌细胞迁移到丝素移植体中ꎬ并组成内皮和中膜样平滑肌层[２９]ꎮ蚕丝基血管移植体植入体内后ꎬ血管内皮细胞能够顺利地迁移并定植到移植体内腔ꎬ同时ꎬ管腔表面能够产生融合内皮这对于进行血管置换手术后的血管重塑具有重要意义ꎬ也表明利用丝素蛋白制备的血管移植体有望成为天然血管的有效替代品ꎮ但是ꎬ通过研究可以发现ꎬ蚕丝基血管移植物产生的内皮化过程主要集中在血管移植体和天然血管的缝合部位[５７]ꎬ少有研究可以直接证实内皮化过程可以在血管移植物中心进行ꎮ因此ꎬ如何加快整个蚕丝基小口径血管移植体的内皮化和提高内皮化的完整性ꎬ尚需要进行深入研究ꎮ３㊀结㊀语在外科血管移植手术领域ꎬ对于人工血管的需求越来越大ꎬ特别是小口径的血管移植体ꎬ因为它通常与血栓形成的高１４Ｖｏｌ.６１㊀Ｎｏ.１Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｓｉｌｋ￣ｂａｓｅｄｓｍａｌｌ￣ｃａｌｉｂｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓ发生率相关ꎬ最终导致移植失败ꎮ蚕丝具有可控的生物降解性使它可以通过多种方式制备血管移植体ꎬ良好的细胞相容性能让它在体内逃过免疫系统的视线ꎬ它的抗血栓形成能力可以最大限度地避免移植体植入体内后的栓塞ꎬ并且近似天然血管的机械性能和顺应性保证移植体与宿主的适应ꎬ从而保证短期和长期内移植处血液的通畅性ꎮ这些研究结果表明ꎬ蚕丝基人工小口径血管具有独特的优势ꎬ也显示出了极大的临床应用前景ꎬ蚕丝基小口径人工血管在不久的将来或许能够用于临床治疗ꎮ此外ꎬ可以从基因工程改善蚕丝性能㊁脱细胞基质㊁新型梯度多层片和丝织物表面改性等方面入手制备组织工程血管移植体ꎮ虽然ꎬ众多研究都验证了蚕丝基血管移植体的有效性ꎬ但它在动物体内的应用中也存在一定缺陷:１)在制备移植体时脱胶和溶解丝素蛋白的试剂残留对于体内的长期植入是否存在副作用ꎬ以及是否影响了血管移植物的有效性缺乏验证ꎻ２)对于植入动物体内的远期通畅率来说ꎬ缺乏足够长的时间和移植物数量来验证ꎻ３)关于移植体的临床应用ꎬ缺乏与人类亲缘关系相近的物种作为试验动物模型ꎻ４)蚕丝具有可降解性ꎬ降解过程大多需要借助炎症反应ꎬ如何平衡降解和机体炎症之间的关系需要更深入的研究ꎻ５)蚕丝基血管移植体降解过程要能保持合适的力学性能和抵抗长期变形的能力以便满足组织重塑的要求ꎬ这是保证较高远期通畅率的因素之一ꎬ但目前缺乏相关的参考数据ꎻ６)蚕丝基小口径血管能够有效地促进内皮增生ꎬ但是如何控制这种增生的速度和预防过度增生也是一个问题ꎻ７)目前常用的制备方法中丝素血管移植体表面普遍存粗糙和不平整等问题ꎬ这可能会导致移植体表面吸附蛋白质和聚集血小板ꎬ从而影响血流ꎮ因此ꎬ今后可以着重从改进制备方式优化研制工艺入手来提高丝素血管移植体质量ꎬ同时对于蚕丝的可控降解性也需要更深入地研究ꎬ这有利于诠释降解与机体炎症和组织重塑之间的内在联系ꎬ也能为蚕丝在生物医学材料领域的应用提供有力的参考数据ꎮ«丝绸»官网下载㊀中国知网下载参考文献:[１]ＴＨＯＭＡＳＨꎬＤＩＡＭＯＮＤＪꎬＶＩＥＣＯＡꎬｅｔａｌ.Ｇｌｏｂａｌａｔｌａｓｏｆｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒｄｉｓｅａｓｅ２０００￣２０１６:Ｔｈｅｐａｔｈｔｏｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ[Ｊ].ＧｌｏｂＨｅａｒｔꎬ２０１８ꎬ１３(３):１４３￣１６３.[２]ＲＯＴＨＷＥＬＬＰＭꎬＣＯＵＬＬＡＪꎬＳＩＬＶＥＲＬＥꎬｅｔａｌ.Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ￣ｂａｓｅｄｓｔｕｄｙｏｆｅｖｅｎｔ￣ｒａｔｅꎬｉｎｃｉｄｅｎｃｅꎬｃａｓｅｆａｔａｌｉｔｙꎬａｎｄｍｏｒｔａｌｉｔｙｆｏｒａｌｌａｃｕｔｅｖａｓｃｕｌａｒｅｖｅｎｔｓｉｎａｌｌａｒｔｅｒｉａｌｔｅｒｒｉｔｏｒｉｅｓ(ＯｘｆｏｒｄＶａｓｃｕｌａｒＳｔｕｄｙ)[Ｊ].ＴｈｅＬａｎｃｅｔꎬ２００５ꎬ３６６(９４９９):１７７３￣１７８３.[３]ＫＯＥＮＥＮＭꎬＨＩＬＬＭＡꎬＣＯＨＥＮＰꎬｅｔａｌ.Ｏｂｅｓｉｔｙꎬａｄｉｐｏｓｅｔｉｓｓｕｅａｎｄｖａｓｃｕｌａｒｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＣｉｒｃｕｌａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０２１ꎬ１２８(７):９５１￣９６８.[４]ＧＯＬＤＳＴＥＩＮＪＬꎬＢＲＯＷＮＭＳ.Ａｃｅｎｔｕｒｙｏｆｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌａｎｄｃｏｒｏｎａｒｉｅｓ:Ｆｒｏｍｐｌａｑｕｅｓｔｏｇｅｎｅｓｔｏｓｔａｔｉｎｓ[Ｊ].Ｃｅｌｌꎬ２０１５ꎬ１６１(１):１６１￣１７２.[５]ＳＡＲＷＡＲＮꎬＧＡＯＰꎬＫＯＮＤＡＰＬＬＹＳＲꎬｅｔａｌ.Ｄｉａｂｅｔｅｓｍｅｌｌｉｔｕｓꎬｆａｓｔｉｎｇｂｌｏｏｄｇｌｕｃｏｓｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎꎬａｎｄｒｉｓｋｏｆｖａｓｃｕｌａｒｄｉｓｅａｓｅ:Ａｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｍｅｔａ￣ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ１０２ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅｓｔｕｄｉｅｓ[Ｊ].ＴｈｅＬａｎｃｅｔꎬ２０１０ꎬ３７５(９７３３):２２１５￣２２２２.[６]ＮＯＡＬＥＭꎬＬＩＭＯＮＧＩＦꎬＭＡＧＧＩＳ.Ｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｙｏｆｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒｄｉｓｅａｓｅｓｉｎｔｈｅｅｌｄｅｒｌｙ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＭｅｄｉｃｉｎｅａｎｄＢｉｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ１２１６:２９￣３８.[７]ＣＯＲＤＥＬＬＥＪꎬＭＡＮＴＥＲＯＳ.Ｉｎｓｉｇｈｔｏｎｔｈｅｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｍａｌｌｓｉｌｋ￣ｂａｓｅｄｔｉｓｓｕｅ￣ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｖａｓｃｕｌａｒｇｒａｆｔｓ[Ｊ].ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＯｒｇａｎｓꎬ２０２０ꎬ４３(１０):６３１￣６４４.[８]ＶＡＵＧＨＡＮＣＪꎬＧＯＴＴＯＡＭꎬＢＡＳＳＯＮＣＴ.Ｔｈｅｅｖｏｌｖｉｎｇｒｏｌｅｏｆｓｔａｔｉｎｓｉｎｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣａｒｄｉｏｌｏｇｙꎬ２０００ꎬ３５(１):１￣１０.[９]ＧＯＲＩＴ.Ｒｅｓｔｅｎｏｓｉｓａｆｔｅｒｃｏｒｏｎａｒｙｓｔｅｎｔｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ:Ｃｅｌｌｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒｃｅｌｌｓ(ＡＳｈｏｒｔＧｕｉｄｅｆｏｒｔｈｅＩｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌＣａｒｄｉｏｌｏｇｉｓｔ)[Ｊ].Ｃｅｌｌｓꎬ２０２２ꎬ１１(１３):２０９４.[１０]ＮＩＳＨＩＢＥＴꎬＫＯＮＤＯＹꎬＭＵＴＯＡꎬｅｔａｌ.Ｏｐｔｉｍａｌｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃｇｒａｆｔｄｅｓｉｇｎｆｏｒｓｍａｌｌｄｉａｍｅｔｅｒｖａｓｃｕｌａｒｇｒａｆｔｓ[Ｊ].Ｖａｓｃｕｌａｒꎬ２００７ꎬ１５(６):３５６￣３６０.[１１]ＲＯＷＥＮＭꎬＩＭＰＥＬＬＩＺＺＥＲＩＰꎬＶＡＹＮＢＬＡＴＭꎬｅｔａｌ.Ｓｔｕｄｉｅｓｉｎｔｈｏｒａｃｉｃａｏｒｔｉｃｇｒａｆｔｉｎｆｅｃｔｉｏｎｓ:Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｐｏｒｃｉｎｅｍｏｄｅｌａｎｄａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｌｌａｇｅｎ￣ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄｄａｃｒｏｎｇｒａｆｔｓａｎｄｃｒｙｏｐｒｅｓｅｒｖｅｄａｌｌｏｇｒａｆｔｓ[Ｊ].ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｈｏｒａｃｉｃａｎｄＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＳｕｒｇｅｒｙꎬ１９９９ꎬ１１８(５):８５７￣８６５.[１２]ＧＯＲＤＯＮＢＭꎬＦＩＳＨＢＥＩＮＭＣꎬＬＥＶＩＤＳ.Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ￣ｃｏｖｅｒｅｄｓｔｅｎｔｓｉｎｔｈｅｖｅｎｏｕｓａｎｄａｒｔｅｒｉａｌｓｙｓｔｅｍ:Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｉｃａｎｄｐａｔｈｏｌｏｇｉｃｆｉｎｄｉｎｇｓｉｎａｓｗｉｎｅｍｏｄｅｌ[Ｊ].ＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＰａｔｈｏｌｏｇｙ:ＴｈｅＯｆｆｉｃｉａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＰａｔｈｏｌｏｇｙꎬ２００８ꎬ１７(４):２０６￣２１１.[１３]ＢＯＢＲＹＳＨＥＶＹＶꎬＩＮＤＥＲＳＪꎬＣＨＥＲＩＡＮＳＭꎬｅｔａｌ.Ｃｏｌｏｎｉｓａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃｇｒａｆｔｓｂｙｉｍｍｕｎｏｃｏｍｐｅｔｅｎｔｃｅｌｌｓｉｎａｓｈｅｅｐｍｏｄｅｌ[Ｊ].ＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＳｕｒｇｅｒｙ:ＯｆｆｉｃｉａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＳｕｒｇｅｒｙꎬ２００１ꎬ９(２):１６６￣１７６.[１４]ＳＡＵＶＡＧＥＬＲꎬＢＥＲＧＥＲＫＥꎬＭＡＮＳＦＩＥＬＤＰＢꎬｅｔａｌ.Ｆｕｔｕｒｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｒｔｅｒｉａｌｐｒｏｓｔｈｅｓｅｓｆｏｒｓｍａｌｌａｎｄｍｅｄｉｕｍｃａｌｉｂｅｒａｒｔｅｒｉｅｓ[Ｊ].ＳｕｒｇｉｃａｌＣｌｉｎｉｃｓｏｆＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａꎬ２４。

小口径人造血管的研究

月,Parodi等[9]首次应用可被球囊扩张的覆有涤纶
的Palmaz支架通过腔内隔绝术治疗人腹主动脉瘤
并获得成功,揭开了血管外科领域新的一页。用于
腔内隔绝术的人造血管是超薄超强纤维织物和金属
支架相结合的一种复合体,其中的织物部分可用天
然真丝或合成纤维丝(聚酯、聚乙烯、聚四氟乙烯),
也可采用含微孔的薄膜,如超薄聚四氟乙烯和聚氨
22mm Hg。
2.3 以细胞膜片技术为基础的血管移植物
以细胞膜片技术为基础的血管移植物的优点包
括:(1)有生理学活性,可自我更新;(2)植入后的血
管可自行适应体内环境;(3)感染率低,机体免疫反
应小,有利于提高管腔远期通畅率;(4)制作设备简
单。其缺点包括:(1)制作周期较长,需3个月以
engineering.
KeyWords vascularprosthesis□ vasculartissueengineering
1906年,Carrel试验性应用自体静脉进行血管
移植成功。 1952年,Voorhees首先将维纶人造血管
应用于腹主动脉移植。此后,各种人造血管广泛应
管研究的新方向,它将基因工程技术与传统的内皮
细胞种植技术相结合,在提高人造血管抗血栓能力
的同时,还赋予了它新的性质和功能,使其具有更大
的发展潜力和更广泛的应用领域。
随着血管再生理论的逐步完善和组织工程学的
不断发展,寻找能充分发挥血管再生潜力的材料和
理想的细胞种植基质成为研究的热点。 1990年9
2种血管移植物做了以下改进:(1)采用搏动性灌注
培养系统(pulsatileperfusionsystem);(2)在培养液

人工血管国标

人工血管国标
我国针对人工血管的国家标准主要包括以下几个方面：
1. 人工血管的分类：根据口径大小，人工血管分为大口径、中口径和小口径。

其中，10毫米以上为大口径，6-10毫米为中口径，小于6毫米为小口径。

2. 人工血管的材料：人工血管通常采用涤纶、聚四氟乙烯、聚氨酯等材料制作。

这些材料应具备良好的生物相容性和力学性能。

3. 人工血管的制作工艺：人工血管的制作工艺包括针织、编织和机织等。

不同工艺制作的人工血管在孔隙大小、弹性、透气性等方面有所差异。

4. 人工血管的性能要求：人工血管应具备一定的抗拉强度、抗压强度、耐磨损性能和渗血性能。

此外，人工血管与人体血液相容性应良好，避免出现排斥反应。

5. 人工血管的包装、储存和运输：人工血管产品应采用无菌包装，并明确标注保质期、储存条件和使用方法。

在运输过程中，应确保产品不受损坏、污染等问题。

6. 人工血管的临床试验和审批：人工血管产品在上市前需进行严格的临床试验，确保产品安全有效。

临床试验数据应提交国家药品监督管理局（NMPA）审批，获得批准后方可上市销售。

7. 人工血管的注册和监管：国家对人工血管产品实施注册制度，企业需按照相关规定进行产品注册。

同时，相关部门对人工血管产品的生产、销售、使用等环节进行监管，确保产品质量和患者安全。

以上内容仅供参考，具体的人工血管国家标准可能随政策调整而变化。

在实际应用中，还需密切关注国家相关部门发布的最新法规和标准。

体内组织工程构建小口径人工血管的研究进展

ａｔｒｖｓｕａｒｔｎｅｌｅｔｅｂｏｄｖｓｅｅｅｅａｉｎｗｕｄｂｏｉｄｃｅｌｇｒｓｏｓｉｏｆｒｔｓｅｅ — ｍｅｅａｃｌｒｇａｓａｄｒａｉｈｌｏｅｓｌｒｇｎｒｔｏｌｅｔｎｕｅａｈａｉｅｐｎｅｉｖｖｏｓｕｎｉｚｏｎｎｉｇｎｅｉｇＩｈｓａｔｌｉｅｒ．ｎｔｉｒｉｅ，ｗｕｎｃｅｓｍｍａｉｅｔｅｒｃｎｅｅｒｈｄｖｌｐｎｓｏｍａｌｉｍｅｅａｃｌｒｇａｔ，ａｄｈｇｌｈｒｈｅｅｔｓａｃｅｅｏｍｅｔｎｓｌｄａｔｒｓｕａｒｆｚｒ — ｖｓｎｉｈｉｔｇ
ＴｈｖｌｐｍｅｆＣｏｔｕｃｉｎｏｍａｌＤｉｍｅｅｅＤｅｅｏｎｔｏｎｓｒｔｏｆＳｌ・ａｔｒ
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ＷＡＮＧｈｆｎＳｕａｇ，ＺＨＥＮＧｅｔＷｎｉｎｇ，ＫＯＮＧｌｇＤｅｉｎ
（ｔｅＫｙＬｂｒｔｙｏｄｃａＣｅｉａＢｏｇ，ｏｌｅｏｉｃｎｅ，ａｋｉｎｖｒｔ，ＳａｅａｏａｒｆｔｏＭｅｉｉｌｈｍｃｌｉｏｙＣｌｇｆｆＳｉｃｓＮｎａＵｉｅｓｙｎｌｅＬｅｅｉＴａｊ００，ｈａｉｎｉ３０７Ｃｉ）ｎ１ｎ
ｍｉｒ — ｎｖｒｎｅｔｆｒｖｓｕａｍｏｔｓｌｅｅｒｔｏｎｎｉｇｎｅｉ．Ｓｍｅｄｒｃｉｎｓａｒｂｅｎｆｕｅｒ — ｃｏｅｉｏｍｎａｃｌｒｓｏｈｍｕｃｅｒｇｎｅａｉｎａｄａｇｏｅｓｓｏｉｅｔｏｎｄｐｏｌｍｓｏｕｔｒｅｏｓａｃｎｔｅｅａｅｓａｅａｓｓｓｅｅｒｈｉｈｓｒａｒｌｏｄｉｃｕｓｄ．

北京理工大学科技成果——小口径人工血管制备

北京理工大学科技成果——小口径人工血管制备
成果简介
心血管疾病已经成为人类死亡率最高的疾病之一，人工心血管的制备及介入治疗是治疗心血管疾病的有效手段。

小口径血管的制备在人工血管领域是一个很大的难题，我们采用自己独特的技术路线，采用生物相容性良好的天然丝素蛋白材料为基本原料，经过改性，解决了丝素蛋白易溶于水及脆性问题，制备出力学性能达到手术缝合要求及体内血流膨胀及收缩要求的小口径血管，通过改性大大提高其抗凝血性能。

人造血管病理分析
项目来源自行开发
技术领域新型材料、生命
技术特点
该小口径丝素血管在狗的颈动脉血管替代实验中表明：管材具有良好的缝合性能和与动物血管的顺服性；不存在血液渗透现象；管材在体内具有良好的抗凝血性能；缝合手术完成半年，经过对血管进行血管造影和流量测定，确定血管在体内没有堵塞现象。

动物实验组织
病理切片结果标明：材料较完整；组织有完整纤维囊包裹，外层明显胶原化，内层异细胞为主；细胞成分少，细胞成分以淋巴、单核细胞为主，偶见中性粒细胞，未见异物巨细胞；血管内腔面有薄层纤维结缔组织。

目前动物实验最长时间已达22个月，畅通率达到100%。

所在阶段小规模生产
成果知识产权发明专利申请
成果转让方式共同开发。

人工血管曾用过哪些材料呢？

人工血管曾用过哪些材料呢？心血管疾病是危害人类健康的常见疾病之一，比较严重的患者，其主要的和辅助的治疗手段为血管移植，自体血管来源有限。

因此，临床上需要大量的人工血管作为移植替代物。

人工血管曾用过哪些材料呢？接下来，就带你了解一下吧！人工血管为细胞的黏附、迁移与增值提供临时支撑环境，需要具备良好的生物相容性，有适宜的降解速度，易加工成多孔结构，并具有合适的孔隙率，有利于细胞的浸润与增值，具有一定的力学性能。

加工成人工血管支架后，在体内能够提供支撑作用，能够承受手术过程中的缝合拉力与生物体血压变化，并与天然血管顺应性相匹配。

人造血管的研制开始于20世纪初，各国学者首先采用金属、玻璃、聚乙烯、硅橡胶等材料制成的管状物进行大量动物实验，但因其易在短期内并发腔内血栓而未能在临床上得到广泛应用。

随着生物医学工程学和生物材料学的发展，人工血管的研究得到广泛的应用，人工血管材料得到不断更新，主要有天然材料和合成材料。

胶原胶原蛋白（Collagen）是细胞外基质（ECM）的主要成分。

1986 年，Weinberg 等人首次将胶原凝胶作为人工血管支架在体外构建动脉模拟管状物。

胶原有着卓越的生物相容性，可促进细胞黏附，但其力学性能较差，需要通过各种方法进行改性：如紫外交联处理、同其他高分子生物材料混合、在胶原层上种植细胞等方法。

脱细胞基质使用同种异体或异种来源的脱细胞基质作为支架材料，是近年来制备工程化组织工程支架材料的最新技术。

脱细胞基质材料保留了大部分胞外基质蛋白，如胶原蛋白、弹性蛋白等，同时除去了其免疫原性，在人工血管领域有良好的应用。

膨体聚四氟乙烯 PTFE膨体PTFE人工血管首先在美国和日本进行动物试验，于1971年人体临床开始实际应用。

目前已应用到人体的各部分如：内径1mm-115mm的膨体PTFE人工血管已应用于脑外科手术，内径2mm的人工血管已应用于心脏搭桥手术。

膨体PTFE人工血管是有微细的无规小纤维连接着PTFE小结节所形成。

小口径人工血管

视野VISION创新 INNOVATION小口径人工血管利用材料表面仿生拓扑结构智能调控血管细胞命运，重建新生血管●创新点心血管疾病是全球第一大致死性疾病。

据2000年世界卫生组织报告，全球1700万人死于心血管疾病。

其中，血管病变是引发心血管疾病的重要原因之一。

随着科学研究的发展进步，大口径人工血管（内径大于6 mm）已经在临床上取得了巨大成功。

然而，小口径人工血管（内径小于4m m）由于口径小、流速慢、血压低、血流环境复杂等原因，容易发生血栓，远期通畅率较差，这也成为临床上亟待解决的痛点问题。

解决问题的关键是如何使人工血管内膜表面快速内皮化，形成具有功能的完整的内皮层。

因此，构建具有快速内皮化、可诱导血管再生能力的生物降解型人工血管，是解决小口径人工血管内皮化不足和远期通畅率差的重要策略。

2019年9月，华中科技大学王江林教授课题组首次制备出仿天然血管内膜拓扑结构的小口径人工血管，该仿生拓扑结构可有效提升小口径人工血管移植后的通畅率和内皮化。

●方法和结果该研究首次联合使用冷冻铸造技术和静电纺丝技术来构建仿天然血管内膜拓扑结构的小口径人工血管，体内外结果均表明该人工血管在增强血液相容性、促进快速内皮化和维持长时间通畅率方面发挥着良好的作用。

更重要的是，研究证实材料表面规则的层状纳米结构能够抑制血小板黏附，诱导内皮细胞取向生长，通过调节血流动力学从而直接调控血管细胞的命运，最终实现新生血管重建，从而提升小口径人工血管移植后的通畅率。

应用前景该研究团队采用仿生学原理通过调控材料表面拓扑结构从而智能调控血管细胞命运，重建新生血管，为实现长期通畅、内皮化快速且完全的小口径人工血管的构建开拓了新思路。

更重要的是，该研究还唤起了人们采用生物、物理信号原位调控组织再生的信心。

Source：WANG Z H, LIU C G,XIAO Y, et al. Remodeling of a Cell-Free Vascular Graft with NanolamellarIntima into a Neovessel [J]. ACSNano, 2019, 13, 10576−10586.环境友好型高性能防水透湿膜可用于高端防护服、医疗卫生、建筑材料等领域●创新点防水透湿膜（WBM）一方面可以抵抗外部液态水的渗透，另一方面还能有效传递水蒸气，因此被称为“第二皮肤”，广泛应用于防护服、精密电子、文物保护、制药等领域。

小口径人造血管研制成功

小口径人造血管研制成功
王永杰
【期刊名称】《发明与创新：大科技》
【年(卷),期】2006()12
【总页数】1页(P31-31)
【关键词】人造血管;小口径;动脉硬化;拉伸长度;人工合成;分界线;国际性;高分子【作者】王永杰
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TS106.67
【相关文献】
1.静电纺丝法构建小口径人造血管的研究进展 [J], 窦皓;左保齐
2.小口径人造血管研制成功/诺贝尔物理学奖评委会主席称:"中国人有望获诺贝尔奖"/唾液可止痛效果远超过吗啡/我国完成四个"重大科学研究"计划立项工作 [J],
3.丝涤混构小口径人造血管的设计与成型 [J], 关颖;关国平;杨小元;彭蕾;王璐
4.丝涤混构小口径人造血管的结构与性能 [J], 关颖;关国平;杨小元;彭蕾;王璐
5.CD133功能化肝素/胶原蛋白多层膜改性小口径膨胀体聚四氟乙烯人造血管 [J], 张鹏; 龚飞荣; 陆树洋; 孙晓宁; 程树军
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