基于抗凝血丝素蛋白纳米纤维的小口径组织工程血管及其长期抗血栓性的研究

栓塞是小口径血管移植术后失败的主要原因，而小口径人造血管的研究与开发是国内外近十年来的热点，然而令人遗憾的是，到目前为止还没有一种小口径血管移植物进入到临床测试阶段。本课题针对这一医学难题，在项目申请人以往研究工作的基础上，对具有良好生物相容性和力学性能的丝素蛋白进行抗凝血改性，制备硫酸化丝素蛋白，将具有抗凝血性能的硫酸化丝素蛋白利用静电纺丝技术制备成管状的小口径纳米纤维支架材料，从而使该支架材料具有三维立体全方位的抗凝血性能，而不仅仅是表面具有抗凝血性能，克服以往的小口径血管组织工程支架不能长期保持良好抗凝血性能的缺陷。并进一步结合本课题组现有成熟的血管组织工程生物反应器，在应力环境下将血管内皮细胞与平滑肌细胞在抗凝血丝素蛋白纳米纤维支架材料上体外共培养，形成完整的耐受血流冲击的内皮层，以期构建一种能够长期保持抗血栓性并真正有望临床应用的小口径组织工程化血管。

心血管类疾病是威胁人类身体健康的最常见疾病，其发病率在我国居于首位。然而令人遗憾的是，到目前为止，还没有一种小口径人工血管移植物进入到临床测试阶段，构建可用于临床的小口径人工血管是当前国内外研究的热点。利用静电纺丝技术制备人工血管可通过改变收集滚轴的直径获得不同口径的人工血管。丝素蛋白具有良好的力学性能，硫酸化的丝素蛋白具有优异的抗凝血性能，在丝素蛋白中加入硫酸化丝素蛋白可提高丝素蛋白的抗凝血性同时保持良好力学性能。本项目首先将丝素蛋白和硫酸化丝素蛋白按不同比例共混后制备成薄膜，观察薄膜在水中溶解情况，确定最佳共混比；选取静电纺丝的主要影响因素（溶液浓度、电压、注射速度、接收距离），确定静电纺丝的工艺条件；在最佳共混比条件下，用静电纺丝制备人工血管管状支架，并检测其血液相容性；用拉伸试验机对管状支架进行拉伸实验，测试其力学性能；并在体外考察其细胞相容性。实验结果表明，丝素蛋白与硫酸化丝素蛋白的最佳共混比例为质量比1：1；静电纺丝的最佳工艺条件为溶液浓度4%，电压10kV，注射速度0.8mL/h，接收距离10cm；传统凝血测试和TEG凝血测试实验结果显示丝素蛋白和硫酸化丝素蛋白共混可延缓人体血液凝固，使凝血时间延长，说明硫酸化丝素蛋白具有良好的抗凝血性能；力学测试结果表明丝素蛋白和硫酸化丝素蛋白共混的血管支架具有接近人体自身血管的力学强度；血管内皮细胞和平滑肌细胞在支架表面接种后，细胞生长状况良好，支架促进了血管内皮细胞和平滑肌细胞的黏附和生长增殖及其表型的表达与维持，增强了细胞特异性蛋白的分泌与特异性基因的表达。本项目进一步通过用γ射线辐射将硫酸化丝素蛋白共价固定到多孔的PLAG支架上，对PLGA支架进行改性修饰，使其具备抗凝血性能和良好的生物相容性。研究结果证明，通过γ射线辐射在PLGA支架上共价固定硫酸化丝素蛋白可以明显提高血管移植物的血液相容性和促进其内皮化进程。本项目的研究为小口径人工血管的最终临床应用提供新的思路，有望提高其远期通畅率。到目前为止，本项目已经申请国家发明专利1项，发表高水平SCI论文4篇，发表EI收录的会议论文1篇，培养硕士研究生2名。