小口径血管的体内再生研究

课题以天然蛋白与多糖和合成P(LLA-CL)为复合材料制备复合纳米纤维血管支架，集天然材料的生物相容性和合成材料优良的力学性能为一体。检测复合纳米纤维的生物可降解性。以生物相容性、力学性能及可降解性能为指标，确定最佳天然与合成材料的比例，利用静电纺丝法制备管状支架。以血管的力学性能为标准，调节合成材料的比例达到纳米纤维管状支架的力学性能。探讨细胞在纳米纤维上的增长过程及两者之间的相互作用。给出平滑肌细胞在复合物纳米材料上的增值行为，检测材料降解产物对细胞增殖蛋白表达水平的影响。同轴静电纺制备含肝素的纳米纤维，表征肝素的缓释行为及抗凝血性能，找出肝素载入量与抗凝血性能的关系。将含肝素纳米纤维管状支架植入狗的股动脉缺损，用于体内血管组织再生研究。检测植入血管的长期通畅率（1年以上），检测植入血管材料的降解过程及新生血管组织的长入过程，揭示体内血管组织的再生机理。

本课题从仿生天然细胞外基质的结构与成分出发， 以胶原蛋白和壳聚糖为原料， 同时考虑到组织工程血管对材料力学的要求，我们在胶原蛋白与壳聚糖系统中加入力学性能优良的可降解性材料聚乳酸-聚己内酯 （P(LLA-CL)），以期构建的血管支架取得临床上的成功。 课题制备了两种蛋白-多糖-P（LLA-CL）复合纳米纤维即胶原蛋白－壳聚糖-P（LLA-CL）复合纳米纤维和同轴共纺肝素缓释型胶原蛋白－壳聚糖-P（LLA-CL）复合纳米纤维。对这两种纳米纤维的结构和性能进行了表征。对于胶原蛋白－壳聚糖-P（LLA-CL）复合纳米纤维，发现随着P（LLA-CL）的加入复合纳米纤维的弹性模量降低，断裂伸长增加，细胞相容性下降，兼顾材料的弹性和细胞相容性选择P(LLA-CL)含量为75%的胶原蛋白－壳聚糖-P（LLA-CL）复合纳米纤维用于血管组织工程支架的制备。对肝素缓释型胶原蛋白－壳聚糖-P（LLA-CL）复合纳米纤维，测得肝素可以从纳米纤维中缓慢释放，体外释放时间可达45天以上。同时，我们还比较研究了不同的静电纺方法以及不同接收器对纤维支架的孔径和细胞渗透行为的影响。对传统静电纺丝方法稍作改进，模拟生物梯度材料的设计，采用双向静电纺丝法，通过有序的改变两向的推进速度来控制不同组分的含量，以期获得以P(LLA-CL)为中间层，以胶原/壳聚糖（COL/CS）为内外层的梯度对称结构纳米纤维管状支架。以丝素/P(LLA-CL)为原料制备不同支架。实验结果表明空气增压静电纺制备的纤维比传统的静电纺支架孔径大，尤其是在空气压力为50 kPa时制备的支架，细胞的渗透行为显著，而力学性能仍然能达到临床上组织工程血管移植的要求。.将肝素缓释型胶原蛋白－壳聚糖-P（LLA-CL）复合纳米纤维3mm内径的管状支架移植于狗的股动脉3cm缺损处，成功地修复了狗的股动脉缺损。肝素缓释起到了初始的抗凝血作用，血管内腔形成了完整的内皮层，血流通畅达一年之久。