9月11日獲悉,南開大學生命科學學院、藥物化學生物學國家重點實驗室趙強教授課題組與浙江大學醫學院附屬第一醫院徐清波教授課題組合作,研制了一種具有仿生天然血管功能的新型生物復合人工血管,可在體內緩慢釋放一氧化氮,促進血管組織再生并抑制血管鈣化,顯著提高血管長期暢通率,破解了小口徑人工血管再狹窄難題。
據介紹,由合成材料制備的人工血管在主動脈等大血管的置換術中已成功應用,但直徑小于6毫米的人工血管,由于其再狹窄發生率高,目前仍沒有產品成功用于臨床。小口徑人工血管一直是心血管植介入器械領域最具挑戰的研究方向之一,也是制約我國創新醫療器械發展的關鍵難題之一。
動物來源的天然血管由于其來源廣泛,并具有與人血管類似的尺寸,受到了廣泛關注。其可經過去細胞化處理消除免疫原性,并保留良好的細胞外基質成分和結構。基于此,研究團隊將天然細胞外基質與靜電紡絲人工血管結合,設計了一種具有緩釋一氧化氮功能的生物復合型人工血管。
這種新型人工血管具有雙層結構,內層為去細胞化處理的豬大隱靜脈,可提供良好的生物相容性和再生活性;外層則采用課題組前期研發的硝酸酯功能材料,起到力學支撐作用。復合血管的力學強度可達到或接近天然動脈的水平。更為重要的是,硝酸酯材料可以在體內環境中通過多步反應轉化生成一氧化氮。
“一氧化氮作為心血管系統的一個重要信號分子,起到抗凝血和抑制內膜增生的重要作用,是降低人工血管再狹窄的一個關鍵因素。”趙強介紹,實驗發現,在小鼠和兔子模型中,新型復合人工血管局部釋放的一氧化氮改善了血管組織再生,促進內皮形成,并抑制內膜增生和血管鈣化等病理性血管重構,提高了血管長期通暢性。
研究團隊進一步利用遺傳譜系示蹤等技術系統考察,闡明了一氧化氮在改善血管組織再生方面的關鍵作用和調控機制。此項研究不僅為新一代小口徑人工血管設計制備提出了新思路,而且豐富并發展了組織誘導心血管生物材料的相關理論。
據介紹,目前我國冠心病患者超過1100萬,下肢動脈疾病患者超過4500萬,相當一部分病人需要接受血管置換(搭橋)治療,對于小口徑人工血管的需求巨大。此外,我國血液透析患者已超過69萬,人工血管還可以用于終末期腎病患者血液透析通路的建立,對于延長患者生存期具有重要作用。
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