南開大學團隊人工血管支架研究獲進展

2021-01-18 南開大學新聞網

　　南開新聞網訊(記者吳軍輝 通訊員 張博)人工血管支架現已廣泛應用於血管重建等重大外科手術之中。但常用材料——聚己內酯(polycaprolactam,簡稱PCL)製備的人工血管支架卻因其生物惰性高、細胞生長慢而極大影響了臨床效果。日前，南開大學生命科學學院喬明強教授與孔德領教授聯合科研團隊利用真菌疏水蛋白融合蛋白修飾組織工程材料PCL支架，很好地促進了人工血管支架的細胞化和血管化。

　　人體中的組織或器官都是由細胞組成的，細胞的存活和功能的行使需要毛細血管網供給氧氣和營養物質。當人工植入一個支架材料進入體內修復受損器官或組織時，同樣需要在支架內形成毛細血管網，來給再生組織供給氧氣與營養。因此，支架材料的血管化是該研究領域不可逾越的重要科學問題。

　　PCL是一類生物工程學中最常用的可降解強疏水性高分子聚合物，因其具有優越的力學性能，良好的生物相容性，可生物降解性和可加工性，而廣泛應用於人工血管材料的製備，並獲得美國FDA(食品與藥品管理總署)的批准。但該材料製備的血管支架生物惰性很高，細胞生長慢，不利於快速血管化。南開大學團隊圍繞PCL人工血管支架(簡稱PCL支架)功能化修飾展開研究，以改進其性能。

　　人體中的血管主要是由內皮細胞和平滑肌細胞組成的，當人工血管植入體內後，理想狀態是——人工血管能夠誘導和促進內皮細胞和平滑肌細胞的再生，形成類似於天然血管的組織。

　　「通俗來講，PCL人工血管的生物惰性好比是一塊貧瘠的土壤，而內皮細胞和平滑肌細胞好比是土壤上生長的植物。植物很難在貧瘠的土地上生長，同樣生物惰性的PCL不能有效的促進內皮細胞和平滑肌細胞的生長。」團隊成員王凱介紹，在臨床應用中，PCL的生物惰性不能促進快速內皮化，易造成急性血栓和內膜增生進而導致血管移植失敗。

　　為改善PCL支架生物惰性同時加快支架內血管生成速度，該聯合科研團隊通過基因融合技術將血管內皮生長因子VEGF和真菌疏水蛋白HGFI進行了融合併將其「組裝」到了PCL支架上。功能化修飾後的體內外研究結果證實融合蛋白VEGF-HGFI不僅可以通過自組裝穩定吸附在PCL支架表面，提高支架浸潤性，降低材料生物惰性，同時具備VEGF生物因子活性，可有效促進內皮化細胞增殖和支架內新生血管生成。

　　「我們的這項研究可以使人工血管在臨床應用中實現快速內皮化，提供血管移植的通暢率，將給患者帶來更好的治療效果。同時，目前的人工血管主要依賴國外進口，價格較貴。如果融合蛋白VEGF-HGFI修飾的電紡PCL血管支架材料通過臨床試驗的檢驗，實現人工血管材料的國產化，將能夠大大降低人工血管的價格，造福於民。」王凱說。

　　介紹此項研究工作的論文——《Functional Modification of Fibrous PCL Scaffolds with Fusion Protein VEGF-HGFI Enhanced Cellularization and Vascularization》7月8日在線發表於《Advanced Healthcare Materials》。喬明強教授實驗室趙立強博士和孔德領教授實驗室馬邵陽碩士為該論文並列第一作者，喬明強老師和王愷老師為該論文共同通訊作者，南開大學為論文的通訊單位。

　　據了解，此項研究分別得到了喬明強教授和孔德領教授主持的國家自然科學基金委項目、天津市科技支撐等項目以及王愷老師博士後基金項目的資助。

　　論文連結：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201600226/pdf

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