生物活性化弹性可吸收聚酯的合成及其在小口径血管再生中的应用研究

目前小口径血管再生研究存在的主要问题是支架材料的力学顺应性和抗血栓能力不足，设计适合小口径血管组织再生的多功能弹性支架是解决问题的关键。本研究通过引入共聚单体及含羟基保护基团的聚乙二醇与己内酯共聚，一方面调节聚己内酯的结晶性，获得柔韧性可调的聚己内酯的材料，解决小口径血管材料的力学顺应性问题；另一方面利用端多羟基的存在引入多种生物活性分子（肝素、RGD），提高材料的亲水性、抗凝血性和细胞亲和性，可望达到促进血管快速内皮化提高材料抗血栓能力的目的。利用静电纺丝技术，将它们构建成人工血管支架，通过体外细胞培养、动物实验，验证所构建的小口径血管的力学顺应性、抗凝血性和快速内皮化特性，探讨此类端多功能弹性聚酯用于血管组织工程的可行性。项目的实施有望获得适用于小口径血管再生的多功能弹性支架，该材料在其他软组织工程支架上也广阔的应用前景，对生物医用材料学的研究和发展具有重大的意义。

针对目前小口径血管再生研究存在的支架材料的力学顺应性及生物相容性和抗凝血性不足的问题，本研究分别从改进支架材料的力学顺应性和生物活性的角度出发获得了一类具有多重生物活性和形状记忆效应的弹性支架，并通过体外细胞培养、动物实验，验证了所构建的小口径血管的力学顺应性、抗凝血性和诱导血管再生促血管内皮化的功能。.研究首先通过在聚己内酯（PCL）类材料中引入功能性共聚酯，通过侧环醚的取代作用，一方面降低了PCL分子链的结晶性，提高了分子链的柔顺性，获得了与人体生物力学性能相一致的，具有力学顺应性的生物可降解支架材料。另一方面，共聚降低了PCL类形状记忆材料的形状变形温度区间（降低了材料结晶区的熔融温度），获得了一种形状转变温度较低（可调至人体体温附近），形状恢复率高的，适于人体使用的形状记忆性血管支架材料。同时侧环醚的存在，改善的材料的亲水性，加速了PCL类材料的降解。项目系统的研究了共聚酯材料的组分分子量对材料力学性能，形状记忆效应和生物相容性的影响，建立了共聚酯材料组成与性能之间的关系，结果表明侧环醚的引入，改善了PCL类材料的亲水性，力学顺应性和形状记忆效应，能解决小口径血管支架材料的力学顺应性问题。.支架材料的生物活性是实现小口径血管再生的关键，利用具有形状记忆效应的高弹性侧环醚改性的聚己内酯材料，研究利用静电纺丝工艺在血管支架中引入生物活性分子，提高支架材料的生物活性的方法。研究首先通过同轴共纺工艺，实现了肝素/弹性聚酯/胶原的同轴共纺工艺，研究了肝素含量对材料力学性能，血液相容性和细胞毒性的影响，肝素化后的材料对VEGF的吸附和控释作用，以及生长因子对内皮祖细胞的诱导分化作用，结果表明肝素及生长因子的引入能大大增强支架材料的血管内皮细胞的增殖能力和抗凝血的性能，有望获得符合临床使用要求的血管组织工程支架解决小口径血管的远期通畅率低、易形成栓塞的问题。为了实现生物活性分子的梯度浓度释放，研究还通过混纺负载生长因子的壳聚糖纳米微球和弹性聚酯，在弹性聚酯的纳米纤维支架材料中引入搭载生长因子的壳聚糖微球，研究了搭载了生长因子的壳聚糖微球的引入对支架材料生物活性的影响，结果表明壳聚糖微球具有较高的负载能力和包封率以及显著的缓释作用，在制备载药组织工程血管支架方面具有较高的应用价值。