仿天然血管中膜组织结构与功能的血管组织工程支架研究

本项目将以具有良好生物降解性和生物相容性的聚内酯高分子为基材、以血管中膜组织结构为模板，采用相分离与溶液浇铸法相结合的支架制备技术，制备具有微米取向结构和亚微米结构多重表面拓扑形貌以及多孔结构的血管支架，再通过高分子包埋、等离子体表面处理-生物大分子锚定、以及大分子自组装相结合的技术，使支架荷载碱性成纤维细胞生长因子、血小板源性生长因子-BB和转化生长因子-β1等生长因子而成为具有仿血管中膜组织结构与功能的血管组织工程支架。考察支架的降解速率和力学强度等理化性能，研究被荷载生长因子的释放行为和生物活性，考察支架的多重表面拓扑形貌和生长因子缓释对血管平滑肌细胞的粘附、增殖、分化或表型转换、空间组织和细胞外基质蛋白的组织和结构的影响和协同作用，以获得可以符合血管组织工程要求的最佳聚内酯支架形态结构和生长因子的组合，为进一步研制和开发具有生理活性的组织工程化血管支架提供科学积累。

本项目采用软刻蚀、溶液浇铸和相分离相结合的支架制备方法，以及静电组装和等离子体处理-生长因子锚定相结合的技术，得到表面具有微米平行排列沟槽和纳米纤维结构又荷载碱性成纤维生长因子（bFGF）和转化生长因子-β1（TGF-β1）的多孔PLGA(LA/GA=70/30)薄膜。这种薄膜的沟槽宽为100 μm，沟槽间隔为20 μm，沟槽深度为30 μm，纳米纤维直径约为100 nm, 薄膜厚度为50 μm。这种薄膜具有良好的拉伸性能，能卷绕形成管形支架。荷载的TGF-β1无明显暴释，可持续释放10天。 荷载的bFGF在第一天内有一个中等的暴释，然后持续释放约7天。体外细胞培养结果表明，这种支架的微米平行排列沟槽控制血管平滑肌细胞（vSMCs）沿着沟槽方向生长，纳米纤维拓扑结构与bFGF都促进了vSMCs增殖，同时释放的TGF-β1促进了vSMCs由合成表型向收缩表型发展。因此这种表面具有微米平行排列沟槽和纳米纤维结构又荷载bFGF和TGF-β1的多孔PLGA(LA/GA=70/30)薄膜能够较好地同时模拟天然血管中血管平滑肌细胞外基质的生物化学和物理信号，有望卷绕成管形支架后，成为一种有前途的仿天然血管中膜组织结构与功能的血管组织工程支架。