靶向性基因纳米粒和多肽修饰纳米纤维人工血管

The small caliber vascular grafts play an important role in clinical treatment of cardiology diseases. However, their bad blood compatibility and poor endothelialization ability will cause the thrombus formation and intimal hyperplasia, which may result in the reduction of vascular patency rate and the treatment failure. How to improve the blood compatibility of artificial vascular grafts, to enable the material surface to adsorb endothelial cells selectively, and to realize the rapid endothelialization of artificial vascular grafts, are the three key problems for vascular graft research. In this proposal, we intend to solve these problems starting from the rapid endothelialization of artificial vascular grafts. Firstly, improve the blood compatibility of artificial vascular grafts by introducing hydrophilic groups onto the surface of vascular materials using ATRP method; Secondly, provide the material surface with selective recognition ability of endothelial cells by the introduction of targeting peptide; Thirdly, improve the endothelial proliferation significantly by the introduction and sequential release of multifunctional nanoparticles carring pEGFP-ZNF580 recombinant plasmids. Based on the synergistic effect of the above three aspects, the rapid endothelialization on the material surface can be realized, which can enhance the patency rate of the small caliber vascular grafts. This proposal is expected to fundamentally solve the low endothelialization problem on the artificial vascular grafts, and to provide a new idea and approach for the development of blood contact implants, which has important scientific significance and application value.

小口径人工血管在心血管疾病的临床治疗中具有重要的作用，但由于其血液相容性差及缺乏快速内皮化的能力，容易造成血栓和内膜增生，最终导致血管通畅率降低、治疗失败。如何改善人工血管的血液相容性、赋予材料表面对血管内皮细胞的特异性识别能力、实现其快速内皮化是人工血管研究中所面临的三大关键科学问题。本项目拟从人工血管材料表面快速内皮化入手，首先采用ATRP技术，在人工血管材料表面引入亲水性基团，使其具有良好的血液相容性；再引入靶向性多肽，将赋予材料表面对血管内皮细胞的特异性识别能力；携带重组质粒pEGFP-ZNF580基因多功能纳米粒的引入及其时序性释放，将大幅度提升血管内皮细胞的增殖能力。上述三方面的协同作用，将会实现材料表面的快速内皮化，提高小口径人工血管的长期通畅率。本项目有望从根本上解决人工血管内皮化水平低的问题，为血液接触植入物的研制提供新的思路和技术途径，具有重要的科学意义和研究价值。

小口径人工血管在心血管疾病的临床治疗中具有重要作用，但是，由于其血液相容性差及缺乏快速内皮化的能力，容易造成血栓和内膜增生，最终导致血管通畅率降低、治疗失败。为了研究和解决人工血管所面临的关键科学问题，改善人工血管的血液相容性、赋予材料表面对血管内皮细胞的特异性识别和选择性粘附，实现快速内皮化，本项目从人工血管材料表面快速内皮化入手，采用ATRP技术，在人工血管材料表面引入亲水性聚乙二醇等分子链，使其具有良好的血液相容性；再引入靶向性REDV和CAG多肽，赋予材料表面对血管内皮细胞的特异性识别和粘附；研究了多种多功能基因载体用于携带重组质粒pEGFP-ZNF580基因，利用对血管内皮细胞膜选择性粘附、促进内涵体逃逸和核定位多肽等手段，提升基因复合物对血管内皮细胞转染，提高其增殖和迁移；利用基因复合物修饰人工血管材料表面，控制其释放，提升血管内皮细胞的增殖能力。体内和体外研究结果证明这些策略实现选择性转染血管内皮细胞，提高了增殖、迁移和血管化。这些策略的协同作用促进材料表面的快速内皮化，提高小口径人工血管的长期通畅率。本项目有望从根本上解决人工血管内皮化水平低的问题，为血液接触植入物的研制提供新的思路和技术途径，在生物材料表面修饰、组织工程和器官代替研究领域具有应用前景，该研究具有重要的科学意义和应用价值。本项目发表论文合计43篇，其中一区论文18篇，二区论文13篇；SCI 论文35 篇，中文论文6 篇。单篇最高影响因子为34.09，高被引ESI 论文1 篇。参加国际会议和国内学术会议会议摘要或论文17 篇，申请发明专利和授权发明专利合计17 件，其中授权发明专利9 件。培养博士后1 名，博士5名，硕士9 名，其中培养了1 名外国留学生博士和3 名外国留学生硕士。