新技术提高人工血管长期通畅率小口径人造“生

《中国心血管健康与疾病报告2021》揭示了我国心血管病的严峻现状：发病率与致死率居高不下，且呈逐年递增趋势。面对这一重大公共卫生问题，血管旁路移植术成为冠心病和外周血管疾病的主要治疗手段。对于人工血管，其长期通畅率的问题一直是制约其临床应用的瓶颈。

近日，南开大学生命科学学院、药物化学生物学国家重点实验室的赵强教授课题组联合浙江大学医学院附属第一医院的徐清波教授课题组，取得了一项重大突破。他们研发了一种具有仿生天然血管功能的新型生物复合人工血管，该血管可在体内缓慢释放一氧化氮。这一创新技术显著提高了血管的长期通畅率，有效解决了人工血管再狭窄的难题。

当前，临床上使用的桥血管大多取自患者自身，虽然自体血管因其长期通畅率高而被视为临床治疗的“金标准”，但自身的血管来源有限，且会带来二次创伤。发展可替代自身血管的人工血管显得尤为重要。

理想的人工血管需要具备良好的生物相容性及力学性能，以及体内抗凝血性和良好的长期通畅率。人工血管的设计构建涉及多个学科，包括材料工程、生物工程以及医学等。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。而人工血管的临床应用需求则更为广泛。

赵强教授解释，由于材料自身的血液相容性能不佳，目前的人工血管在与血液接触时容易引发凝血和血栓形成，导致血管闭塞。这些合成材料也不利于内皮细胞的黏附和生长，导致植入后无法有效内皮化，长期通畅率无法保障。这一问题一直是心血管植介入器械领域最具挑战的研究方向之一。

为了突破这一瓶颈，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相结合，形成了一个全链条的研究。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、尺寸与人血管类似而备受关注。经过脱细胞化处理，这些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。

在材料设计制备方面，研究团队创新地将天然细胞外基质材料与合成高分子材料结合，制备出复合型人工血管。这种新型人工血管具有双层结构，内层为提供良好生物相容性和再生活性的脱细胞化处理的猪大隐静脉，外层则是起到力学支撑作用的硝酸酯功能材料。更为重要的是，硝酸酯功能材料可以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。

实验结果显示，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，促进了内皮形成，并抑制了内膜增生和血管钙化等病理性血管重构。研究团队还利用遗传谱系示踪等技术系统，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。这一成果为人工血管的进一步临床应用提供了重要依据，也为广大冠心病和下肢动脉疾病患者带来了福音。全新理念引领新一代人工血管的设计与制备，不仅攻克了体内再生难题，实现了血管完全内皮化，更从根本上解决了血管再狭窄的困扰。这一创新成果，无疑为人工血管领域的研究者提供了一个崭新的方向。赵强教授表示，开发出能够用于心脏搭桥手术的人工血管是他们不懈追求的目标。

对于接受搭桥手术的患者来说，他们面临的不仅是手术本身的挑战，更多的是术后恢复过程中的挑战。这些患者往往患有动脉粥样硬化、糖尿病等慢性疾病，组织再生特别是内皮形成更为困难。在病理状态下，再生的内皮可能会发生重构甚至退化，这无疑给治疗带来了更大的难度。而调控血管稳态、抑制病理性血管重构的关键在于重要气体信号分子，如一氧化氮的作用。

此次研究团队的创新之处在于，他们提出了通过缓释重要气体信号分子来改善人工血管的长期通畅率的研究思路。这一思路不仅适用于心血管材料，特别是血液接触材料的研发，更有助于其他组织修复再生领域的发展。这一技术的成功应用，将为人工血管的大规模临床应用铺平道路。

更重要的是，该团队研发的仿生材料设计，能够通过调控内源性干细胞定向迁移分化，从而诱导血管原位再生。这种设计理念将有望催生一种全新的治疗策略，不仅为人工血管领域的发展注入了新的活力，也为其他生物材料的研发提供了新的思路。

赵强教授团队研发的新型生物复合人工血管展现出广阔的应用前景。他们正积极投身于临床应用的推进，期望为人民的健康事业做出更大的贡献。这一成果的取得，无疑是我国生物材料领域的一大突破，也是健康中国建设中的一大里程碑。我们期待着这一技术能够在未来为更多患者带来福音。