南开大学生命科学学院、药物化学生物学国家重点实验室赵强教授课题组联合浙江大学医学院附属第一医院徐清波教授课题组，研获了一种具有仿生天然血管功能的新型生物复合人工血管，可在体内缓慢释放一氧化氮，促进血管组织再生并抑制血管钙化，显著提高血管长期通畅率，有效破解了小口径人工血管再狭窄难题，具有广阔的临床应用前景。相关研究论文日前发表在国际学术期刊《细胞报告》上。

　　小口径人工血管长期通畅率成瓶颈

　　“由于材料自身的血液相容性能不佳，当与血液接触后会引发不同程度的凝血和血栓形成，造成血管闭塞。”赵强解释，此外，这些合成材料无法支持内皮细胞的黏附和生长，人工血管植入体内后不能实现内皮化，导致血管再狭窄，小口径人工血管的长期通畅率无法保证。

　　新型人工血管具有广阔的应用前景

　　《中国心血管健康与疾病报告2021》显示，我国心血管病的发病率与致死率仍高居榜首，并呈逐年递增趋势，已成为重大公共卫生问题。血管旁路移植术是目前治疗冠心病和外周血管疾病的重要手段。然而小于6毫米的人工血管，由于其再狭窄发生率高，目前仍没有产品成功用于临床。

　　而小口径人工血管的临床应用面也非常广泛。

　　其中血管材料方面的研究包括：新材料开发应用、3D打印等新型血管制备技术，以及材料表面功能化修饰等；血管再生机制方面的研究包括：研究参与血管组织再生的细胞来源、内源性血管干细胞对组织再生的贡献，以及如何通过调控免疫反应诱导组织再生等。

　　为了突破小口径人工血管的瓶颈，赵强课题组将血管再生机制研究与新型血管材料设计开发有机结合，形成了一个全链条的研究。

　　但目前并没有成功应用于临床的小口径人工血管。公开资料显示，全球范围内仅有2款小口径人工血管进入临床试验阶段。

　　“我们研发的这类新型生物复合人工血管具有广阔的应用前景。我们努力推进它的临床应用，为提高人民健康水平，推进健康中国建设作出贡献。”赵强说。

　　研究团队进一步利用遗传谱系示踪等技术系统考察并阐明了一氧化氮在调控血管干/祖细胞命运、改善血管组织再生方面的关键作用和调控机制。不仅为新一代小口径人工血管设计制备提出了一个全新的思路，而且丰富并发展了组织诱导心血管生物材料的相关理论。

　　据介绍，在临床上进行冠脉搭桥手术时，使用的桥血管多取自患者自身，包括桡动脉、内乳动脉和大隐静脉等。自体血管由于长期通畅率高，成为临床治疗的“金标准”。然而，自身的血管来源有限，且会带来二次创伤，因此亟须发展可替代自身血管的人工血管。

　　而通过仿生材料设计调控内源性干细胞定向迁移分化，从而诱导血管原位再生的思路对于其他组织的修复再生也具有重要的借鉴意义。该技术的成功转化，必将有力推动小口径人工血管的大规模临床应用。

　　“未来小口径人工血管需要突破体内再生的瓶颈，实现血管完全内皮化，从而从根本上解决血管再狭窄的难题。”赵强介绍，开发出能用于人心脏搭桥的人工血管是这个领域科研人员的终极目标。

　　接受搭桥手术的病人往往患有动脉粥样硬化、糖尿病等慢性疾病，其组织再生特别是内皮形成更加困难。而且，在病理状态下再生的内皮会发生重构甚至也可能退化。而一氧化氮等重要气体信号分子对于调控血管稳态，抑制病理性血管重构具有重要的意义。

　　可释放一氧化氮的新型生物复合人工血管

　　因此，小口径人工血管也一直是心血管植介入器械领域最具挑战的研究方向之一，也是制约我国创新医疗器械发展的关键难题之一。

　　更为重要的是，硝酸酯功能材料可以在体内环境中通过多步反应转化生成一氧化氮。“一氧化氮作为心血管系统的一个重要信号分子，可起到抗凝血和抑制内膜增生的重要作用，是降低人工血管再狭窄的一个关键因素。”赵强介绍，实验发现，在小鼠和兔子模型中，新型复合人工血管局部释放的一氧化氮有效改善了血管组织再生，促进内皮形成，并抑制内膜增生和血管钙化等病理性血管重构，显著提高了血管长期通畅率。

　　“这种新型人工血管具有双层结构，内层为去细胞化处理的猪大隐静脉，其可提供良好的生物相容性和再生活性；外层则采用赵强课题组前期研发的硝酸酯功能材料，起到力学支撑作用，复合血管的力学强度可达到或接近天然动脉的水平。”赵强说。

文章来源：《中国药物化学杂志》 网址: http://www.zgywhxzz.cn/zonghexinwen/2022/0923/716.html

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