负载一氧化氮聚酯微泡的聚氨酯脲小口径人工血管的优化设计与研究

The patency of small-diameter vascular graft is poor and does not meet the clinical needs, mainly due to stenosis caused by thrombosis and intimal hyperplasia. One key to solve this problem is to release nitric oxide into the graft lumen by mimicking the physiological function of endothelium. Polyester microbubbles are well-suited for delivery of biologically active gases, thus can be used as carriers to release NO at physiological conditions through the degradation of the polyester shell. Biodegradable cholic acid functionalized poly DL-lactide and poly ε-caprolactone will be synthesized to prepare NO-encapsulated microbubbles, which will be loaded into the wall of the polyurethane urea small-diameter vascular grafts (PUU SDVGs). The NO release will be regulated by the degradation of the polyester shell of the microbubble, the hydrophilicity of the polyurethane urea molecules, as well as the PUU SDVG wall porosity and thickness. Inhibition study of blood platelet deposition and smooth muscle cell proliferation will be conducted to varify the anti-thrombosis and intimal hyperplasia inhibition function of the NO-releasing polyester microbubble-loaded PUU SDVGs. This study provides an alternative means of releasing NO to the SDVG lumen, and offers a good platform for the further endothelialization of the SDVGs.

血栓和内膜增生导致的内腔狭窄使得小口径人工血管的远期通畅率低，不能用于临床。通过模拟内皮层的生理功能向血管内腔释放一氧化氮（NO）是解决这一问题的有效手段。聚酯微泡可包覆传递生物活性气体，因此可作为NO载体，在生理环境中通过外壳的降解释放NO。将合成生物可降解胆酸功能化聚DL-丙交酯和聚ε-己内酯用以制备NO聚酯微泡，这些微泡将被负载到聚氨酯脲小口径人工血管的管壁中。微泡聚酯外壳的降解、聚氨酯脲分子的亲疏水性能和小口径人工血管管壁的孔隙率、厚度都将对NO的释放速率进行调控。血小板沉积实验和平滑肌细胞的生长抑制实验将被用来验证负载NO聚酯微泡的聚氨酯脲小口径人工血管的抗血栓和抑制内膜增生的功能。这一研究提供了一种向小口径人工血管内腔释放NO的新方法，并为其进一步的内皮化提供了良好的研究平台。

血栓和内膜增生导致的内腔狭窄使得小口径人工血管的远期通畅率低。通过模拟内皮层的生理功能向血管内腔释放NO是解决这一问题的有效手段。计划将包覆NO的生物可降解聚酯微泡(NO PMBs)在静电纺丝的过程中负载到聚氨酯脲小口径人工血管(PUU SDVGs)的管壁当中。这些微泡可在生理环境下释放NO，抑制人工血管腔面血小板的沉积和平滑肌细胞的增殖。用不同分子量的合成胆酸功能化聚DL丙交酯（CA-PDLLA）和聚己内酯（CA-PCL）成功制备了NO PMBs。微泡在室温储存条件下可稳定保存，而在生理条件下，CA-PDLLA微泡在12小时内即被溶液浸入内腔而失去气体；CA-PCL微泡可稳定存在长达3天。聚酯微泡的NO累计释放量均低于3μmol/mL。与微泡在生理条件下的稳定性一致，CA-PDLLA微泡在4h内出现了严重的NO爆释，12h内完全释放NO；CA-PCL-6k微泡在4h内出现了一定的NO爆释，在24h时已经完全释放所包覆NO气体，而CA-PCL-10k微泡则出现较弱NO爆释并持续释放NO至72h。在静电纺丝制备PUU SDVGs的过程中，将NO PMBs成功地负载到血管的管壁当中。然而，负载的NO PMBs，并没有按照设想释放NO。调控PUU SDVGs的孔隙率、管壁厚度、亲水性能及负载微泡浓度，对改善管壁中负载的NO PMBs的NO释放并没有帮助。负载NO PMBs的PUU SDVGs腔面的血小板沉积和平滑肌细胞增殖，与未负载NO PMBs的人工血管相比，也没有统计学差异。上述研究结果表明，通过NO PMBs这种形式，来实现生理条件下NO气体的可控释放是切实可行的。直接将NO PMBs在静电纺丝的过程中负载到PUU SDVGs的管壁当中，没有能够实现NO气体的有效释放，很有可能是静电纺丝的过程干扰或者破坏了聚酯微泡对NO气体的包覆以及后续的释放。对静电场中的NO PMBs添加保护将是后续研究的主要方向。本项目的研究结果对小口径人工血管的内皮化研究工作具有参考意义，也为新型的NO气体载体及传递形式的研究奠定了基础。