一、研究背景

在心血管疾?。?/span>CVDs）、外傷和終末期腎?。?/span>ESRDs）中，對血管移植物和血管通路的需求巨大且不斷增加，尤其是小口徑血管（<6 毫米）。迄今為止，自體血管仍是小口徑血管移植物的理想材料，因?yàn)槠渚哂辛己玫耐〞承?。然而，自體移植物仍有其局限性，如質(zhì)量差（過粗或過細(xì)）、采集有創(chuàng)、不可用（由于系統(tǒng)性動(dòng)脈粥樣硬化或血管已被采集）。因此，實(shí)用的替代性小口徑組織工程血管（TEBV）需求量很大。

開發(fā)組織工程血管的方法有很多，例如脫細(xì)胞、電紡絲、凍干、三維生物打印和體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)（iBTA）。急性血栓形成、機(jī)械故障、內(nèi)膜增生、感染和生長潛力是這些方法面臨的主要挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，我們在本研究中創(chuàng)造了一種結(jié)合電紡絲和 iBTA 的新方法來開發(fā)小口徑 TEBV。

近場直寫靜電紡絲設(shè)備可以制造纖維直徑從納米到微米不等的纖維支架，其物理性質(zhì)接近天然細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）。電紡纖維支架具有大表面積、孔隙互連性和高孔隙率，可為細(xì)胞粘附、增殖和生長提供合適的表面位點(diǎn)。近場直寫靜電紡絲設(shè)備合成血管的主要局限是缺乏生物特性，這可能導(dǎo)致血管移植的內(nèi)皮化不完全、狹窄、血栓形成和功能受限。利用 iBTA 可以增強(qiáng)生物特性。利用宿主作為體內(nèi)生物反應(yīng)器的方法并不新鮮，例如，斯帕克斯在 20 世紀(jì) 60 年代就將自體組織膠囊用作血管移植物。這些移植物曾短暫應(yīng)用于臨床，但其主要問題是缺乏足夠的機(jī)械性能。通過調(diào)整異物反應(yīng)（通過調(diào)節(jié)生物材料特性、植入時(shí)間和宿主特征）和設(shè)計(jì)新型模具，體內(nèi) TEBV 顯示出巨大的潛力。體內(nèi)纖維囊富含膠原蛋白、（?。┏衫w維細(xì)胞、一層或兩層巨噬細(xì)胞和多核異物巨細(xì)胞，它們是 ECM 的組成部分，具有出色的生物特性。在前人研究的基礎(chǔ)上，我們首先通過電紡絲技術(shù)開發(fā)了 TEBV，以獲得其機(jī)械性能，然后將其植入兔子皮下四周，以獲得其生物性能。在此，我們將介紹這種兔模型雜交方法以及頸動(dòng)脈異體移植的情況。

二、摘要

目前還沒有合適的方法來開發(fā)可廣泛應(yīng)用于臨床的小口徑組織工程血管（TEBV）。在這項(xiàng)研究中，我們開發(fā)了一種結(jié)合電紡絲和體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)（iBTA）的新方法來開發(fā)小口徑組織工程血管。電紡絲賦予 TEBV 以機(jī)械特性，而 iBTA 則賦予 TEBV 以生物特性。通過電紡絲獲得 PLCL（聚 L-乳酸-ε-己內(nèi)酯）和 PU（聚氨酯）混合纖維，然后將纖維支架植入兔子腹部皮下（作為體內(nèi)生物反應(yīng)器）。四周后收獲生物管。生物管的機(jī)械性能與原生兔主動(dòng)脈最為相似。將生物管和 PLCL/PU 血管支架植入兔頸動(dòng)脈。生物管在兔模型中表現(xiàn)出更好的通暢率和一定的重塑能力，這表明這種雜交方法有可能用于開發(fā)小口徑 TEBV。

三、 結(jié)論

在這項(xiàng)研究中，我們創(chuàng)造了一種結(jié)合電紡絲和 iBTA 的新方法來開發(fā)小口徑 TEBV。電紡絲賦予了 TEBV 機(jī)械性能，而 iBTA 則賦予了 TEBV 生物性能。生物管的機(jī)械性能與原生兔主動(dòng)脈最為相似。生物管在兔模型中表現(xiàn)出更好的通暢率和一定的重塑能力，這表明這種雜交方法有可能用于開發(fā)小口徑 TEBV。

圖1.開發(fā)生物管的草圖。用電紡絲法制備血管支架（A）。硅膠管作為核心，血管支架作為外殼（B）。將血管支架和硅膠管植入兔子腹部皮下（C）。包埋 4 周后，生物管從硅膠管中擠出（D）。生物管植入兔子頸動(dòng)脈（E）

 

圖2.包埋前的血管支架（PLCL/PU）/硅膠管（殼/芯）（A）。在兔子腹部包埋 4 周后（B）。去除硅膠管和多余結(jié)締組織后的生物管（C）。包埋前的硅膠管（D）。嵌入兔子腹部 4 周后的生物管（E）。移除硅膠管后的組織囊（F）

 

 圖3.植入 4 周后，用血紅素和伊紅（A）、馬森氏三色染色（B）和 Elastica van Giessen（C）染色的生物管組環(huán)周組織學(xué)圖像（部分放大區(qū)域用矩形標(biāo)出）。部分放大的血紅素和伊紅圖像（D）、馬森三色染色（E）（箭頭所指的藍(lán)色部分為膠原纖維）、范吉森彈性體（F）