新技术提高人工血管长期通畅率小口径人造“生命通路”不再狭窄

《中国心血管健康与疾病报告2021》揭示了一个严峻的事实：我国心血管病的发病率与致死率依然居高不下，且呈现出逐年递增的趋势。这一状况已经成为重大的公共卫生问题。其中，血管旁路移植术是当前冠心病和外周血管疾病的主要治疗手段。小于6毫米的人工血管由于再狭窄发生率高，至今尚无产品成功应用于临床。

南开大学生命科学学院及药物化学生物学国家重点实验室的赵强教授课题组与浙江大学医学院附属第一医院的徐清波教授课题组联手，成功研发出一种具有仿生天然血管功能的新型生物复合人工血管。这种血管能够在体内缓慢释放一氧化氮，有效促进血管组织再生，同时抑制血管钙化，从而显著提高血管的长期通畅率。这一突破性的研究成果有效解决了人工血管再狭窄的难题，为其在临床应用上开辟了广阔的前景。相关研究成果已发表在国际学术期刊《细胞报告》上。

当前，人工血管的长期通畅率成为制约其临床应用的瓶颈。在临床上，进行冠脉搭桥手术时，常用的桥血管大多取自患者自身，虽然自体血管的长期通畅率高，被视为临床治疗的“金标准”，但自身的血管来源有限，且会带来二次创伤。发展可替代自体血管的人工血管显得尤为重要。

理想的人工血管需要具备优良的生物相容性及力学性能，同时还需要具备体内抗凝血性及良好的长期通畅率。其设计构建涉及材料工程、生物工程、医学等多个学科的交叉融合。目前，人工血管按直径大小可分为大口径和血管。大口径血管主要由不可降解的合成材料制备，主要用于大血管置换术，并已取得满意效果。

人工血管的临床应用需求巨大。我国冠心病患者超过1100万人，下肢动脉疾病患者超过4500万人，其中相当一部分病人需要接受血管置换（搭桥）治疗。对于终末期肾病患者，人工血管用于血液透析通路的建立也是延长患者生存期的重要手段。但目前仍没有成功应用于临床的人工血管。

赵强教授课题组突破传统研究框架，将血管再生机制研究与新型血管材料设计开发有机结合，致力于解决人工血管的难题。他们正在进行研发的人工血管主要包括生物型和由可降解高分子材料制备的人工血管。其中，动物（猪）来源的天然血管因其来源广泛、与人血管尺寸类似而备受关注。经过脱细胞化处理，这种血管可以消除免疫原性，并保留良好的细胞外基质成分和结构。

研究团队还创新性地结合天然细胞外基质材料与合成高分子材料，制备出复合型人工血管。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，提供良好的生物相容性和再生活性；外层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。更为关键的是，硝酸酯功能材料能够在体内环境中转化为一氧化氮，起到抗凝血和抑制内膜增生的作用，是降低人工血管再狭窄的关键。

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，并显著抑制了内膜增生和血管钙化等病理性重构。这一研究不仅为人工血管的临床应用提供了新思路，也为解决我国心血管植介入器械领域的难题带来了希望。全新理念推动人工血管设计与制备革新，同时深化组织诱导心血管生物材料理论

“未来的医疗科技将赋予人工血管新的生命。”赵强教授介绍道，“我们的目标是开发出能够用于心脏搭桥手术的人工血管，突破体内再生的限制，实现血管完全内皮化，从根本上解决血管再狭窄的问题。”

对于需要接受搭桥手术的病人来说，他们往往面临着动脉粥样硬化、糖尿病等慢性疾病的挑战。这些疾病使得组织再生，尤其是内皮的形成更为困难。在病理状态下，再生的内皮可能会发生重构，甚至退化。而在这个过程中，一氧化氮等气体信号分子扮演着重要的角色，它们在调控血管稳态，抑制病理性血管重构方面有着不可忽视的意义。

研究团队的创新思路在于，通过缓释重要气体信号分子（如出一氧化氮），来改善人工血管的长期通畅率。这一理念不仅适用于心血管材料的研发，特别是血液接触材料，而且对其他组织的修复再生也具有重要借鉴意义。这一技术的成功应用，将会推动人工血管的大规模临床应用，为更多患者带来福音。

此次研究的成果不仅为人工血管的设计与制备提供了全新的视角，更在丰富和发展组织诱导心血管生物材料的相关理论上迈出了重要的一步。随着这一新型生物复合人工血管的研制成功，其广阔的应用前景已然展现。我们期待着它能在临床应用上取得突破，为提高人民的健康水平，推动健康中国建设作出更大的贡献。这不仅是一项科技的突破，更是对人类健康的一份责任和担当。