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  冠狀動(dòng)脈疾病是世界上的“第一殺手”，而這種疾病的經(jīng)典治療方法是植入支架。理想的血管支架應(yīng)該是無(wú)毒的，自膨脹的，適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能的。然而，目前沒(méi)有覆蓋這些所有性能的血管支架。近日，香港城市大學(xué)胡金蓮教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了具有溶液響應(yīng)的雙向形狀記憶纖維素血管支架。

  文章系統(tǒng)的研究了支架的形狀記憶特性、機(jī)械性能、細(xì)胞毒性，生物相容性和體外生物實(shí)驗(yàn)研究了作為血管支架的可行性；并通過(guò)分子模擬和物理理論建模系統(tǒng)地研究了雙向形狀記憶支架 (BSMF) 自卷曲/自膨脹的原理。通過(guò)活/死細(xì)胞活力測(cè)定證實(shí)了 BSMF血管支架具有良好的生物相容性；體外實(shí)驗(yàn)表明，新型血管支架可以很好的支撐血管處于開(kāi)放狀態(tài)。因此，具有自膨脹/自卷曲的BSMF可以為只能形狀記憶材料在生物材料科學(xué)和血管支架等領(lǐng)域做出重要的基礎(chǔ)和應(yīng)用貢獻(xiàn)。以上成果以“An Innovative Solvent-Responsive Coiling–Expanding Stent”為題，發(fā)表在Advanced Materials上。

圖1 雙層雙向形狀記憶纖維素水凝膠薄膜 (BSMF) 的制備與應(yīng)用

圖2 螺旋支架的形狀記憶特性，BSMF6-6b。A) 螺旋BSMF6-6b自卷曲/自膨脹過(guò)程；B,C) 在酒精和水中卷曲（B）和膨脹（C）過(guò)程中中心角、直徑和長(zhǎng)度的變化；D) 壓縮試驗(yàn)過(guò)程中壓縮載荷的變化

圖3 由 BSMF6-6b 制成的螺旋支架的細(xì)胞毒性、相容性試驗(yàn)和體外試驗(yàn)。A) 植入血管支架以擴(kuò)張豬心臟肺動(dòng)脈；B) MTT法對(duì)螺旋支架的細(xì)胞毒性分析；C) 通過(guò)活/死活力測(cè)定法對(duì)螺旋支架進(jìn)行細(xì)胞相容性測(cè)定分析

  該文設(shè)計(jì)、制造和分析了具有溶液刺激響應(yīng)的雙向形狀記憶 BSMF，同時(shí)通過(guò)細(xì)胞毒性、相容性測(cè)定和體外試驗(yàn)評(píng)估了它們作為血管支架的相應(yīng)應(yīng)用。BSMF 的變形 θ 和 D 可以通過(guò)調(diào)整 UV 樹(shù)脂的厚度來(lái)控制。BSMFs的形狀變化程度可以通過(guò)理論模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，分子動(dòng)力學(xué)模擬以及BSMFs在水和酒精中的微觀結(jié)構(gòu)變化很好地解釋了分子尺度和微觀尺度雙向形狀變化支架的機(jī)制�；趯�(duì) BSMF 的物理力學(xué)基礎(chǔ)研究，團(tuán)隊(duì)通過(guò)預(yù)測(cè)并制造了BSMF6-6，其可以很好地用作人工血管支架。獲得的血管支架表現(xiàn)出良好的雙向形狀記憶特性，可以由水、酒精和體液驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，通過(guò)毒性分析、生物相容性試驗(yàn)和肺動(dòng)脈離體試驗(yàn)進(jìn)一步研究了 BSMF6-6 的可行性�；谏鲜鲅芯浚瑘F(tuán)隊(duì)相信實(shí)現(xiàn)的 BSMF 可以在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。此外，基于理論分析可以很好地預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)和制造 BSMF 的形狀變化程度，這將為研究人員構(gòu)建新型智能材料提供指導(dǎo)策略。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202101005