一种新型介孔miRNA21控释纳米微球/肝素复合修饰小口径聚氨酯人工血管的实验研究

Post-transplantational restenosis and thrombosis are the main problems which limit the application of small-caliber artificial vessels in clinical widly and have not been resolved effectively. On our original researching basis, we intend to improve the performance of small-caliber artificial vessels from two aspects, preparing materials and post-transplantational local micorenvironment. We will prepare double membrane small-caliber vascular graft through a coaxial electrospinning technique. The inner layer will be prepared by electrospinning poly(L lactide-co-ε-caprolactone) (P(LLA-CL)) , miRNA21-loaded controlling-delivery nanoparticles and heparin, and the outer layer will be prepared by electrospinning polyurethane which has better compliance, toughness and elasticity. Original studies have shown that miRNA21 could promote the proliferation of endothelial cells and regulate the expression of inflammatory factors, and heparin has definite antithrombotic effect. Then we will do a comprehensive research for miRNA21-loaded controlling-delivery nanoparticles/heparin modified small-caliber artificial vessels from the following aspects, test of modifed material properties, hemocompatibility and biocompatibility evaluation, computer-based local hemodynamic situation and in vivo animal experiments. Our work will provide new theoretical and experimental basis for the research and clinical application of small-caliber artificial vessels.

小口径人工血管（<6 mm）移植后再狭窄和血栓形成是限制其临床广泛应用的瓶颈，目前尚未得到有效解决。本课题在前期研究的基础上，从制备小口径人工血管的材料工艺和调节血管移植后局部微环境两方面加以改进，采用同轴静电纺丝法制备双层膜小口径人工血管，外层采用顺应性、韧性及弹性更加优越的聚氨酯作为血管材料底物，内层采用可降解材料己内酯-丙交酯共聚物制备载miRNA21控释纳米微球及肝素的功能性涂层对管腔进行覆膜修饰。既往研究提示miRNA21具有显著的促进内皮细胞增殖分化和调节炎性因子表达的作用，且肝素抗凝效果确切。随后从新型材料表征的测试、体外血液相容性及生物相容性测试、植入动物体内后血管局部的血流动力学变化和内皮化成分及效果等方面对载miRNA21控释纳米微球及肝素复合修饰小口径人工血管进行综合研究。本研究可以为构建一种有望能够临床应用的小口径人工血管提供理论和实验依据。

小口径人工血管的研究与开发仍然是目前国内外研究的热点，移植后再狭窄和血栓形成成为限制其广泛应用的瓶颈，目前尚未得到有效解决。本课题紧紧围绕双层膜小口径人工血管展开研究，对于载基因修饰小口径人工血管的制备进行了展开了研究，紧紧围绕课题目标进行载miRNAs介孔纳米微球的制备，成功制备出复合纳米微球修饰双层膜人工血管，目前已递交相关专利申请材料，机制及载基因血管在体研究不足。本课题在紧扣小口径人工血管功能优化的基础上，进行了研究拓展。将传统抗氧化、保护内皮功能确切的丹参多酚酸盐药物接枝到双层膜小口径人工血管，并观察到良好效果，该结果发表在ACS杂志（IF 8）。同时，成功将纳米微球控释技术引入接枝肝素修饰人工血管，将聚乙二醇的一端接枝在介孔二氧化硅纳米粒子上另一端接有肝素，由此得到的含肝素二氧化硅纳米粒子与PLGA/胶原混合静电纺成纳米纤维管作为血管内层，此内层材料促进了人脐静脉内皮细胞的增殖，减少了血小板的粘附，增加了抗凝血性，由此构成的双层血管支架被皮下植入大鼠体内 7, 14 和 28 天后都没有发生炎症反应，表现出优良的组织相容性。进一步将内径为2mm的双层血管支架植入新西兰大白兔颈总动脉15mm长缺损处用于血管再生，植入两个月后血管依然保持血流通常，HE组织切片显示内层材料已经降解并再生出血管组织，免疫荧光染色检测到此血管组织为单层内皮层（CD31标记）和多层平滑肌层（αSMA标记）。结果发表在JBN（IF 5）封面文章。通过课题资助，在小口径人工血管制备方式上极大地丰富了研究成果。