◎本報記者 陳 曦
自體血管是受損血管的理想替代品,但是自體血管不僅來(lái)源有限,而且存在二次創(chuàng )傷和并發(fā)癥。因此,如何制得符合臨床要求的小口徑人造血管一直是國際上的研究熱點(diǎn)。
7月10日,科技日報記者獲悉,天津大學(xué)化工學(xué)院董岸杰教授課題組聯(lián)合中國醫學(xué)科學(xué)院生物醫學(xué)工程研究所黃平升副教授、王偉偉教授,以及天津市胸科醫院黨委書(shū)記郭志剛主任、趙豐主任團隊,在抗凝血涂層、小口徑人工血管等領(lǐng)域取得一系列重要進(jìn)展。聯(lián)合團隊模仿天然血管的內膜層,以水凝膠為基本材料制備出了具有鵝卵石結構的抗凝血涂層的小口徑人工血管,有效避免了人造血管壁血栓的形成,相關(guān)研究論文近日發(fā)表在國際期刊《Small》上。
抗凝血涂層可避免植入器械形成血栓
《中國心血管健康與疾病報告2021》顯示,目前中國心血管疾病患病人數約有3.3億人。而心血管疾病的治療過(guò)程離不開(kāi)植入/介入醫療器械的使用。然而,這些醫療器械與血液接觸后往往會(huì )引起血小板黏附,最終導致器械表面血栓形成,從而影響治療效果。
據介紹,天然血管的內膜層,由內皮細胞層及其周?chē)目v行彈性纖維與結締組織構成,是最好的血液相容性表面。內膜層表面分布著(zhù)沿血管長(cháng)軸方向的亞微米尺度溝槽,溝槽表面有納米級的包狀突起。血管內膜層表面內皮糖萼(包狀突起表面形成的一層水化層)保證了血管內表面光滑的結構,為血液流動(dòng)提供了良好的動(dòng)力學(xué)環(huán)境。
研究表明,模擬血管內膜層表面這一微米拓撲結構能夠有效抑制血小板的黏附?!拔覀兺ㄟ^(guò)模擬血管內膜層結構,構建了一種工藝簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良的兩性離子聚合物水凝膠涂層,具有類(lèi)血管內膜層結構的極低摩擦系數和血液無(wú)擾的潤滑表面?!碧旖虼髮W(xué)化工學(xué)院博士李雙陽(yáng)介紹,他們通過(guò)這種凝膠涂層實(shí)現了血小板的“零黏附”。
聯(lián)合團隊將該水凝膠涂敷在體外循環(huán)管路內表面,對巴馬豬進(jìn)行體外循環(huán)實(shí)驗,在體外循環(huán)后觀(guān)察管路內部血小板黏附狀況。結果表明,管路內無(wú)任何血小板黏附。由此可見(jiàn),聯(lián)合團隊制備的水凝膠涂層能有效抑制外循環(huán)過(guò)程中血小板的黏附。這項在抗凝血涂層方面的研究為聯(lián)合團隊研發(fā)出小口徑人工血管奠定了基礎。
新型小口徑人造血管力爭血液成分“零黏附”
基于該水凝膠涂層,聯(lián)合團隊又研制了一種雙層結構復合型水凝膠小口徑人造血管。他們利用該水凝膠涂層為人造血管的內壁,使人造血管的管腔具有超親水性,以及比天然血管內膜層表面更佳的超潤滑性,使人造血管具有超強的抗蛋白黏附能力,力求達到血液成分“零黏附”,從而避免人造血管壁血栓的形成。
“我們利用氫鍵交聯(lián)的大強度聚N-丙烯?;拾滨0匪z作為人造血管的外層,使人造血管具有很好的順應性、機械性能和縫合強度,在使用過(guò)程中不易變形或扭折成角,針穿刺后不滲血?!崩铍p陽(yáng)介紹,另外,其微孔的尺寸小于細胞尺寸,能夠避免炎癥細胞的浸潤,降低炎癥反應,能夠防止組織成纖維細胞和平滑肌細胞等的浸潤,預防增生和狹窄,因而使人造血管具有良好的組織相容性。
該人造血管在巴馬豬頸動(dòng)脈置換9個(gè)月后仍能保持通暢,內徑及血液流速無(wú)顯著(zhù)性變化,內表面無(wú)任何血栓形成,外層無(wú)炎癥細胞浸潤。