世界首例三層人工血管誕生

2021-02-23 新材料在線


組織功能血管移植物用於治療血管狹窄（劉媛媛，上海大學）

2月3日國外媒體報導，上海大學快速製造工程中心的研究人員結合微壓印和靜電紡絲技術首次研發出三層人工血管。在三層複合物中，科學家使用不同的材料分別滿足其機械強度並促進新細胞生長，解決了單層或者雙層人工血管中存在的主要問題。

人工血管是通過冠狀動脈搭橋等手術植入到阻塞或者其他方面不健康的血管中來永久地引導血流。傳統的方法是將患者自身或者適合的捐獻者的血管再利用，但是這些來源常常不能滿足病人的需求，因為患者自身的血管供應有限而且可能面臨相同的問題，也需要移植物。因此，研究人員致力於合成人工血管來模擬人體血管，讓新細胞在其周圍生長，然後人工血管逐漸降解最終形成新的血管。

快速製造工程中心的劉媛媛副教授說：「這種人工血管複合物可能更適於血管修復。」劉的團隊之前致力於研究用來修復骨骼缺損的骨骼支架，現在他們將注意力轉移到心血管疾病和人工血管方面。他們在AIP Advances雜誌上介紹了的研究成果。

一般來說，支架材料需要儘可能地模擬靶組織的脈管系統。對於血管代替物而言，這種結構模仿可以通過靜電紡絲實現。靜電紡絲是一種依靠電荷作用使液體（這裡是指殼聚糖和聚乙烯醇的混合物）延展成纖維細絲的工藝。它能製備高表面積體積比的納米纖維，為宿主細胞提供足夠的空間接觸和生長。此外，這些組分能夠在六個月到一年之間自然降解，留下新的完整的血管。

然而，這種結構剛性不夠——這也是許多先前的模型美中不足之處。為了克服這一缺陷，研究人員設計了三層模型，其中微壓印的聚對二氧環己酮作為中間層，它是一種在生物醫學領域廣泛應用的生物可降解高分子，而混合物液體通過靜電紡絲到它的兩面。最終，複合片層末端摺疊連接形成管狀血管支架。

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