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國家納米中心查瑞濤、北地周風山和南科大蔣興宇等 Biomaterials：紅細胞膜助力小口徑人工血管實現血管再生
2023-04-19  來源：高分子科技

  面對動脈的精細結構和復雜的血液環(huán)境，現有的小口徑人工血管（內徑小于6毫米）往往存在血栓易形成和血管再生性差的弊端。雖然小口徑人工血管的功能化在一定程度上提高了其生物活性，但是難以同時實現多功能改性，從而提高其通暢性。


  為解決以上問題，國家納米科學中心查瑞濤、解放軍總醫(yī)院張林、中國地質大學周風山、阜外醫(yī)院張巖和南方科技大學蔣興宇合作利用紅細胞膜（Rm）改性生物材料的便捷性和Rm的多功能性（含有豐富的蛋白質、磷脂和糖蛋白等）快速地制備了Rm功能化的聚（ε-己內酯）/聚（D-賴氨酸）（Rm@PCL/PDL）納米纖維管（圖1），實現了Rm@PCL/PDL納米纖維管的多功能性。


 圖1 Rm@PCL/PDL納米纖維管的制備


  Rm實現了快速且均勻地包覆到PCL/PDL納米纖維表面，且很好地保留著組分的完整性（圖2）。 


圖2 Rm@PCL/PDL上包覆的Rm的表征


  Rm同時賦予了Rm@PCL/PDL優(yōu)異的抗血栓形成性、好的抗炎性和優(yōu)異的細胞相容性，能夠有效地抑制纖維蛋白原的吸附、血小板的粘附和巨噬細胞的粘附，誘導巨噬細胞向M2表型轉變，沒有影響到內皮細胞的粘附和增殖。


  Rm提高了Rm@PCL/PDL納米纖維管的通暢性，促進了血管再生。兔子的頸動脈移植21天后，超聲多普勒圖像顯示Rm@PCL/PDL納米纖維管的血流速度和內徑與兔子的頸動脈無顯著性差異（圖3），組織切片結果顯示Rm@PCL/PDL納米纖維管促進了內皮細胞招募、收縮性平滑肌細胞層的再生（圖4）和纖維蛋白（膠原蛋白和彈性蛋白）的再生（圖5），并且能夠招募抗炎M2型巨噬細胞，進一步促進血管再生。 


圖3 Rm@PCL/PDL納米纖維管兔子頸動脈移植后的通暢性 


圖4 Rm@PCL/PDL納米纖維管兔子頸動脈移植后的內皮細胞和平滑肌細胞的招募 


圖5 Rm@PCL/PDL納米纖維管兔子頸動脈移植后的纖維蛋白（膠原蛋白和彈力蛋白）和巨噬細胞的招募


  以上研究工作近期以“Red blood cell membrane-functionalized Nanofibrous tubes for small-diameter vascular grafts”為題發(fā)表在Biomaterials上。該研究工作的第一作者為國家納米科學中心和中國地質大學（北京）聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生張春亮，通訊作者為國家納米科學中心查瑞濤、中國人民解放軍總醫(yī)院張林、中國地質大學（北京）周風山、中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院張巖和南方科技大學蔣興宇。該工作得到國家自然科學基金（32171397、21875050、82172099、32071390和81730051）等的支持。


  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2023.122124

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（責任編輯：xu）
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