一种具有原位血管再生潜能的小口径肝素化血管移植物的制备

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1、一种具有原位血管再生潜能的小口径肝素化血管移植物的制备Preparationofsmall-diameterheparinizedarterialgraftswiththepotentialofinsituvascularregeneration作者姓名：王莉专业名称：病理学与病理生理学指导教师：刘晋宇教授学位类别：医学硕士答辩日期：2015年5月21日前言心血管疾病是引起人类死亡率和致残率最高的疾病之一。近年来随着我国人[1]口的老龄化和居民饮食结构的改变，心血管疾病的发病率更是呈逐年上升趋势。最近一项心血管疾病危险度调查显示

2、，男性的心血管疾病终身危险度高达60％，[2]女性高达55％，并且仍呈现不断上升趋势。血管移植术仍是治疗冠状动脉及周围动脉缺血的重要方法。自体血管，包括大隐静脉和内乳动脉，目前仍是血管移植的理想来源。尤其是大隐静脉，自1974年我国首次开展冠状动脉旁路移植术以来，一直是冠状动脉搭桥手术血管移植物[3]的―金标准‖。自体血管因具有组织相容性好，无免疫排斥反应等优点，成为最理想的自体血管移植物。但是其缺点是来源有限，给患者带来二次创伤，甚至影响相应组织器官的血液供应。此外，许多患者由于存在其他血管疾病，导致无正常的血管可供自体移植。

3、这就促使研究者寻求一种能代替自体血管，机械性能和生物活性俱佳的血管移植物。[4]1993年，―tissueengineering‖概念的提出，为血管移植来源问题带来新的希望。组织工程血管（tissueengineeringbloodvessel,TEBV），由种子细胞、血管支架材料和生长因子这三大要素构成，用来模拟自体血管的三维血管支架复合物。其中支架材料的理化性质和构型决定了组织工程血管的生物力学特征，并且对种植其上的细胞增殖分化调控发挥着关键性作用。所以血管支架材料的选择是构建组织工程血管的最大的重点和难点。理想的血管支架材

4、料必须满足以下几个特点：⑴具有适当的机械性能，不但可以赋予移植物稳定的结构，而且能够适应生理环境，抵抗血流的冲击；⑵具有良好的生物相容性，无免疫原性，无血栓形成和较低的内膜增生风险，保持血流通畅；⑶具有重塑能力，能够和宿主血管相互整合[5,6]，供宿主血管细胞的黏附和增殖，例如内皮细胞和血管平滑肌细胞。近年来随着人们对组织工程血管支架材料的不断研究和选择，根据来源，可分为人工合成聚合物支架，天然生物材料支架以及复合材料支架。[7,8]人工合成聚合物支架，其中最常用的材料是聚乙醇酸和聚乳酸其优点是具有良好的机械性能、易加工、制备工

5、艺简单、可以工业化大规模地生产。但是由于人工材料无法模拟天然血管基质中的生物信号和功能基团，不利于细胞的黏附、增殖和分化，所以人工合成聚合物材料组织相容性比较差，因此人工合成聚I合物支架不宜单独构建组织工程血管支架。天然生物聚合物材料主要包括胶原蛋白、纤维蛋白、壳聚糖以及明胶等天然材料。这种天然材料的优点是细胞亲和力高，组织相容性好，但是也具有机械性能差、降解速度快、不宜加工以及价格较昂贵等缺点，难以单独用于组织工程血管支架的构建中。基于上述两种材料的优缺点，研究者利用复合材料，即利用化学或物理方法，由人工合成聚合物和天然聚合物

6、共同构成的新型材料，这种新型复合材料不但具有机械强度高、生物相容性好的优点，还能在制备过程中加入功能基团，促进细胞的黏附和增殖。但是这种复合材料血管支架的制备工艺复杂，造价较高。目前制备组织工程血管支架的另一热门材料为去细胞血管组织，天然去细胞血管基质保留了血管的管状结构和大部分细胞外基质（ECM），既保证了血管支架的生物力学特性，又能促进宿主[9]细胞的粘附、增殖和成熟，其组织相容性、顺应性等特点都优于其他材料。Clay[10]Quint等人通过种植内皮细胞和平滑肌细胞，制备的去细胞血管移植物具有良好的生物性能和机械性能。本研

7、究利用脐动脉作为去细胞血管组织的原材料。脐动脉选自临床上废弃的足月新生儿脐带，其来源丰富，人源性，移植人体后免疫原性低。经过酶-去污剂消化处理后，能获得良好的去细胞血管基质，保持了血管的完整的ECM结构，[11]生物性能更接近自体血管。脐动脉的管径为2~4mm，符合小口径血管对管径的要求。在我们的前期研究中，利用毛囊间充质干细胞作为种子细胞，将其种植在去细胞的脐动脉血管组织上，构建出具有一定力学强度和生物活性的组织工程[12]血管，取得一定的成功。但是目前这种方法仍存在一些问题，例如种子细胞的获取困难，体外扩增周期长，接种的细胞

8、的存活率不高等问题。因此，本研究利用去细胞的脐动脉血管支架，负载某种或多种功能基团，使其具有抗凝和捕获血液中内皮祖细胞的双重功能，以原位重构组织工程血管。LiS等人利用复合小口径血管支架负载肝素和基因细胞衍生因子（SDF-1α）来招募体内的内皮祖细[13]胞和平