基于硫酸化丝素蛋白的内皮祖细胞捕获支架及其促血管内皮化的研究

针对目前小口径人工血管长期使用导致血管栓塞的医学难题，本项目拟采用同轴共纺技术制备能够缓释VEGF的管状硫酸化丝素蛋白纳米纤维支架，并在其内表面接枝CD133抗体，使支架具备动员和捕获内皮祖细胞的能力，促进小口径人工血管的自发性内皮化。利用单核细胞悬液和血管生物反应器模拟的近生理脉动流环境，在体外考察该支架对内皮祖细胞的捕获能力和内皮化过程，并进一步开展动物实验评估其植入体内后的自发性内皮化。期望该小口径人工血管支架植入体内后，能够避免大量血小板在支架表面的黏附和聚集，降低人工血管支架自发性内皮化的早期形成血栓的风险；动员更多的内皮祖细胞从骨髓进入血液循环系统中，并能高效捕获循环血液中的内皮祖细胞，提高内皮祖细胞在支架表面的黏附率；促进细胞的生长、增殖和分化，最终在人工血管支架内表面形成完整的内皮细胞层。旨在通过本项目的研究提高小口径人工血管的远期通畅率，为其最终临床应用提供新的思路。

本项目在编织的丝素蛋白管状支架外面包被丝素蛋白（SF）和聚乙二醇二缩水甘油醚（PGDE）复合的海绵层制备管状支架。分别探讨了不同编织方式、不同丝素蛋白浓度、不同SF：PGDE的比例及单双海绵层对管状支架的水渗透性及轴向拉伸性能的影响。所制备的支架具有良好的抗渗透性能，良好的拉伸性能以及良好的缝合强度。初步的动物实验结果证实，该支架材料表面修饰CD133抗体后，可吸附内皮祖细胞形成内皮细胞膜。.在硫酸化丝素蛋白复合支架的生物相容性研究中，利用氯磺酸改性丝素蛋白制备了硫酸化丝素蛋白，然后在丝素蛋白编织支架中修饰硫酸化丝素蛋白海绵层制备了复合支架，用于血液相容性和细胞相容性方面的检测。体外血液相容性结果表明该支架可以抑制血小板的黏附和激活，并且可延长活化部分凝血活酶时间、凝血酶时间和凝血酶原时间。通过检测培养于该支架上的内皮细胞和平滑肌细胞的增殖、基因和蛋白的表达，发现该支架可以促进内皮细胞的黏附和增殖以及保持内皮细胞的细胞特性。同时，该支架还可以抑制平滑肌细胞的增殖以及诱导平滑肌细胞收缩基因的表达。以上结果表明，硫酸化丝素蛋白复合支架具有良好的血液相容性和细胞相容性，可以用于小口径血管支架的构建。.在探讨体外培养组织工程化血管的最佳生物反应器流型的研究中，利用自主研发的近生理脉动流反应器，对培养于硫酸化丝素蛋白支架上的内皮细胞分别施加10dyn/cm2的定常流以及平均剪切应力为10dyn/cm2、频率为1.25Hz的近生理脉动流和正弦脉动流。对内皮细胞加载不同流型剪切12和24小时后，检测内皮细胞的细胞形态、细胞骨架重排、纤粘连蛋白沉积、细胞存留量以及细胞凋亡情况，并以静态培养的内皮细胞作为对照。结果表明，内皮细胞对应不同流型和不同剪切时间有不同的变化。与定常流和正弦脉动流相比较，经过近生理脉动流作用后，内皮细胞具有较好的细胞存留量和较少的凋亡细胞。同时，经过近生理脉动流剪切后，内皮细胞取向排列更有规律，有更多的F-肌动蛋白微丝束分布在细胞外围和细胞质中以及有更厚、更致密和高度交联的纤粘连蛋白。以上结果表明，近生理脉动流比定常流和正弦脉动流更利于形成功能化的内皮层，为以后构建组织工程化血管提供了科学依据。.本项目获得国家发明专利1项；发表高水平SCI论文6篇；培养博士研究生2人，硕士研究生5名；参加了第二届国际组织工程血管研讨会和2015全国生物材料大会并做了口头报告。