基于多肽修飾和孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新型小口徑人工血管研究.pdf

1、心血管疾病已經(jīng)成為世界上致死率和發(fā)病率最高的疾病之一，目前全球有超過(guò)30％的患者因心血管疾病而死亡。人工血管介入治療和血管搭橋手術(shù)是如今臨床上普遍使用的治療手段。由于血管狹窄嚴(yán)重或血管病變，在許多情況下不適合支架植入，血管搭橋手術(shù)常常受到自體血管來(lái)源不足的限制。隨著組織工程的發(fā)展，人工血管已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。目前，已經(jīng)有商品化的大口徑人工血管應(yīng)用于臨床治療，且移植后長(zhǎng)期通暢率較高;但是由于容易堵塞或內(nèi)膜增生，還沒(méi)有理想的小口徑人工血管(

2、＜6 mm)可應(yīng)用于臨床治療。本論文采用原位誘導(dǎo)人工血管在體內(nèi)快速內(nèi)皮化的思路，以期解決小口徑人工血管長(zhǎng)期通暢性問(wèn)題，并結(jié)合血管材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，促進(jìn)血管體內(nèi)重構(gòu)過(guò)程，為構(gòu)建理想的小口徑人工血管奠定基礎(chǔ)。
　　研究證明，聚己內(nèi)酯(PCL)由于生物惰性和較慢的降解速度限制了其作為人工血管材料的應(yīng)用，而含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)的多肽的修飾可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞(EC)的遷移、粘附和增殖。因此，本文發(fā)明了多種方法在PCL支架表面修

3、飾RGD多肽。首先，通過(guò)引入2-氰基苯并噻唑(CBT)和D-半胱氨酸的縮合反應(yīng)成功地在PCL支架表面共價(jià)修飾了RGD多肽衍生物，這是一種新的化學(xué)選擇性連接作用，反應(yīng)條件溫和、收率高、無(wú)需催化劑，具有良好的生物相容性。研究結(jié)果證明這種方法是安全而便捷的，可有效改善PCL支架表面的親水性和細(xì)胞相容性。
　　再則，創(chuàng)新性地發(fā)展了一種可以在生理?xiàng)l件下進(jìn)行的溫和的表面涂覆技術(shù)，利用“表面誘導(dǎo)自組裝”在PCL支架材料表面修飾Nap-FFGRG

4、D多肽，該兩親性多肽分子可在疏水纖維表面自組裝，形成穩(wěn)定的生物活性涂層。修飾后的PCL支架在體外可抑制血小板聚集，促進(jìn)EC的粘附、鋪展和增殖。在植入兔頸動(dòng)脈后，該多肽的修飾改善了PCL人工血管的通暢性，抑制了血栓基質(zhì)的沉積，同時(shí)顯著促進(jìn)了內(nèi)皮化進(jìn)程和平滑肌再生。此外，通過(guò)對(duì)Nap-FFGRGD分子抑制血小板聚集機(jī)理的研究，作者證明了Nap-FFG可能是通過(guò)某種未知的配體-受體相互作用與血小板結(jié)合，并在血小板周?chē)越M裝形成納米纖維，通過(guò)靜

5、電排斥作用抑制血小板聚集。因此，凝膠分子Nap-FFGRGD在PCL支架表面的修飾能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)原位誘導(dǎo)人工血管在體內(nèi)的抗凝血功能和快速內(nèi)皮化。
　　但是修飾后的支架材料由于電紡纖維間較小的孔徑限制了細(xì)胞浸潤(rùn)和微血管新生，不利于人工血管的長(zhǎng)期重構(gòu)。為此，本文結(jié)合電噴聚氧化乙烯(PEO)和電紡PCL技術(shù)制備了三層復(fù)合人工血管，中層為致孔層，孔徑大約40-50μm。兔頸動(dòng)脈移植結(jié)果表明三層PCL支架這種微米級(jí)孔和納米纖維結(jié)合的結(jié)構(gòu)顯著促

6、進(jìn)了細(xì)胞浸潤(rùn)和微血管新生，有效改善了支架材料的降解、內(nèi)皮化進(jìn)程和平滑肌再生。此外，單核/巨噬細(xì)胞在人工血管重構(gòu)過(guò)程中也發(fā)揮了重要的旁分泌作用。結(jié)果證明這是一種可應(yīng)用于構(gòu)建小口徑人工血管的良好結(jié)構(gòu)。
　　將構(gòu)建的RGD修飾的人工血管應(yīng)用于2型糖尿病大鼠體內(nèi)移植研究。雖然該血管材料在正常大鼠體內(nèi)再生效果良好，但是在2型糖尿病大鼠體內(nèi)的重構(gòu)明顯變差，表現(xiàn)在血小板粘附增多，內(nèi)皮化進(jìn)程變緩，并伴有早期鈣化和慢性炎癥反應(yīng)等方面。因此發(fā)展一種更

7、好的小口徑人工血管以改善其在糖尿病患者體內(nèi)的再生是十分必要的，作者認(rèn)為動(dòng)物疾病模型是可以用于后續(xù)評(píng)價(jià)小口徑人工血管體內(nèi)表現(xiàn)的一種重要模型。
　　此外，本文創(chuàng)新性地合成了一氧化氮(NO)小分子水凝膠，具有酶控緩釋NO的性質(zhì)。NO的釋放速率是恒定的，并且可以通過(guò)改變?chǔ)?半乳糖苷酶的濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用這種水凝膠對(duì)小鼠急性皮膚損傷治療7天后顯著促進(jìn)了血管新生和傷口愈合。這種具有酶控緩釋NO功能的新型小分子水凝膠在再生醫(yī)學(xué)和組織工程領(lǐng)域?qū)?/p>