心臟瓣膜病是危害人類健康的一種重要疾病，是患病率僅次于冠狀動脈疾病和高血壓的第三大心血管疾病。心臟瓣膜置換是治療嚴重心臟瓣膜疾病的主要治療方式，每年需要心臟瓣膜置換手術(shù)的患者超過30萬例。隨著人口老齡化的到來，心臟瓣膜疾病的患者數(shù)量將持續(xù)增加，預(yù)計到2025年將有超過100萬患者接受心臟瓣膜置換手術(shù)治療。近些年，隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)導(dǎo)管微創(chuàng)介入瓣膜置換技術(shù)因其創(chuàng)傷小，恢復(fù)快等特點逐漸受到患者和醫(yī)生的青睞。然而，目前經(jīng)導(dǎo)管微創(chuàng)介入瓣膜使用的生物瓣服役時間限制在10-15年，其主要的原因在于戊二醛交聯(lián)的生物瓣膜在植入后會引起鈣化、血栓、炎癥等一系列不良反應(yīng)縮短了瓣膜的使用壽命。
近期，四川大學王云兵教授團隊設(shè)計并合成了一種新型的雙功能非戊二醛瓣膜交聯(lián)劑，溴代雙環(huán)噁唑烷（OX-Br）。溴代雙環(huán)噁唑烷在交聯(lián)瓣膜的同時，可以在瓣膜上引入活潑的含溴末端實現(xiàn)原位的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）反應(yīng)，進而對生物瓣膜進行進一步的功能化修飾。在該項工作中，通過原位ATRP反應(yīng)引入了含有智能藥物控釋功能的抗炎模塊和具有抗黏附效果的聚兩性離子模塊的共聚物分子刷，獲得目標瓣膜材料MPQ@OX-PP。目標瓣膜材料MPQ@OX-PP表現(xiàn)出優(yōu)異的力學性能、生物化學穩(wěn)定性和抗鈣化效果，并且在引入共聚物分子刷后可進一步提高生物瓣膜的抗炎和抗凝血性能。雙功能溴代雙環(huán)噁唑烷交聯(lián)及原位ATRP生成共聚物分子刷的協(xié)同構(gòu)筑策略，可有效滿足生物人工心臟瓣膜的多方面性能要求，同時也有望應(yīng)用于其它綜合性能優(yōu)異的血液接觸材料和功能植入材料的開發(fā)。該工作以“A versatile drug-controlled release polymer brush hybrid non-glutaraldehyde bioprosthetic heart valves with enhanced anti-inflammatory, anticoagulant and anti-calcification properties, and superior mechanical performance”為題發(fā)表在《Biomaterials》上。文章第一作者為四川大學生物醫(yī)學工程學院余濤博士，國家生物醫(yī)學材料工程技術(shù)研究中心和四川大學生物醫(yī)學工程學院王云兵教授和四川大學華西醫(yī)院郭應(yīng)強教授為論文通訊作者。
圖2：（A）目標瓣膜材料在兔子動靜脈半體內(nèi)血液循環(huán)實驗中的表現(xiàn)結(jié)果；（B）目標瓣膜材料在體外抗炎實驗中的實驗結(jié)果；（C）目標瓣膜材料在體內(nèi)鈣化實驗中的表征結(jié)果。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2023.122070
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