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新型生物复合人工血管研制成功

A-A+日期:2022-09-14来源:中化新网    

9月11日,记者从南开大学获悉,该校生命科学学院、药物化学生物学国家重点实验室赵强教授课题组与浙江大学医学院附属第一医院徐清波教授课题组合作,研制了一种具有仿生天然血管功能的新型生物复合人工血管,可在体内缓慢释放一氧化氮,促进血管组织再生并抑制血管钙化,显著提高血管长期畅通率,破解了小口径人工血管再狭窄难题。

据介绍,由合成材料制备的人工血管在主动脉等大血管的置换术中已成功应用,但直径小于6毫米的人工血管,由于其再狭窄发生率高,目前仍没有产品成功用于临床。小口径人工血管一直是心血管植介入器械领域最具挑战的研究方向之一,也是制约我国创新医疗器械发展的关键难题之一。

动物来源的天然血管由于其来源广泛,并具有与人血管类似的尺寸,受到了广泛关注。其可经过去细胞化处理消除免疫原性,并保留良好的细胞外基质成分和结构。基于此,研究团队将天然细胞外基质与静电纺丝人工血管结合,设计了一种具有缓释一氧化氮功能的生物复合型人工血管。

这种新型人工血管具有双层结构,内层为去细胞化处理的猪大隐静脉,可提供良好的生物相容性和再生活性;外层则采用课题组前期研发的硝酸酯功能材料,起到力学支撑作用。复合血管的力学强度可达到或接近天然动脉的水平。更为重要的是,硝酸酯材料可以在体内环境中通过多步反应转化生成一氧化氮。

“一氧化氮作为心血管系统的一个重要信号分子,起到抗凝血和抑制内膜增生的重要作用,是降低人工血管再狭窄的一个关键因素。”赵强介绍,实验发现,在小鼠和兔子模型中,新型复合人工血管局部释放的一氧化氮改善了血管组织再生,促进内皮形成,并抑制内膜增生和血管钙化等病理性血管重构,提高了血管长期通畅性。

研究团队进一步利用遗传谱系示踪等技术系统考察,阐明了一氧化氮在改善血管组织再生方面的关键作用和调控机制。此项研究不仅为新一代小口径人工血管设计制备提出了新思路,而且丰富并发展了组织诱导心血管生物材料的相关理论。

据介绍,目前我国冠心病患者超过1100万,下肢动脉疾病患者超过4500万,相当一部分病人需要接受血管置换(搭桥)治疗,对于小口径人工血管的需求巨大。此外,我国血液透析患者已超过69万,人工血管还可以用于终末期肾病患者血液透析通路的建立,对于延长患者生存期具有重要作用。

 

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