◎本報記者 陳 曦

《中國心血管健康與疾病報告2021》xianshi，woguoxinxueguanbingdefabinglvyuzhisilvrenggaojubangshou，bingchengzhuniandizengqushi
，yichengweizhongdagonggongweishengwenti。xueguanpangluyizhishushimuqianzhiliaoguanxinbinghewaizhouxueguanjibingdezhongyaoshouduan。ranerxiaoyu6毫米的人工血管，由於其再狹窄發生率高
，目前仍沒有產品成功用於臨床。

南開大學生命科學學院
、藥(yao)物(wu)化(hua)學(xue)生(sheng)物(wu)學(xue)國(guo)家(jia)重(zhong)點(dian)實(shi)驗(yan)室(shi)趙(zhao)強(qiang)教(jiao)授(shou)課(ke)題(ti)組(zu)聯(lian)合(he)浙(zhe)江(jiang)大(da)學(xue)醫(yi)學(xue)院(yuan)附(fu)屬(shu)第(di)一(yi)醫(yi)院(yuan)徐(xu)清(qing)波(bo)教(jiao)授(shou)課(ke)題(ti)組(zu)，研(yan)獲(huo)了(le)一(yi)種(zhong)具(ju)有(you)仿(fang)生(sheng)天(tian)然(ran)血(xue)管(guan)功(gong)能(neng)的(de)新(xin)型(xing)生(sheng)物(wu)複(fu)合(he)人(ren)工(gong)血(xue)管(guan)，可(ke)在(zai)體(ti)內(nei)緩(huan)慢(man)釋(shi)放(fang)一(yi)氧(yang)化(hua)氮(dan)，促(cu)進(jin)血(xue)管(guan)組(zu)織(zhi)再(zai)生(sheng)並(bing)抑(yi)製(zhi)血(xue)管(guan)鈣(gai)化(hua)，顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)血(xue)管(guan)長(chang)期(qi)通(tong)暢(chang)率(lv)，有(you)效(xiao)破(po)解(jie)了(le)小(xiao)口(kou)徑(jing)人(ren)工(gong)血(xue)管(guan)再(zai)狹(xia)窄(zhai)難(nan)題(ti)
，具(ju)有(you)廣(guang)闊(kuo)的(de)臨(lin)床(chuang)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。相關研究論文日前發表在國際學術期刊《細胞報告》上。

小口徑人工血管長期通暢率成瓶頸

據介紹，在臨床上進行冠脈搭橋手術時，使用的橋血管多取自患者自身，包括橈動脈、內乳動脈和大隱靜脈等。自體血管由於長期通暢率高，成為臨床治療的“金標準”。然而，自身的血管來源有限，且會帶來二次創傷，因此亟須發展可替代自身血管的人工血管。

理想的人工血管需具備良好的生物相容性及力學性能
，體內抗凝血性及良好的長期通暢率。人工血管的設計構建涉及材料工程
、生物工程、醫學等多個學科。

目前，人工血管按血管直徑可以分為大口徑（直徑大於6毫米）和小口徑（直徑小於6毫米）血管。其中大口徑血管由不可降解的合成材料（如膨體聚四氟乙烯

、滌綸等）製備，主要用於大血管置換術，並取得了滿意的效果。國內外已有多個產品成功應用於臨床。

而小口徑人工血管的臨床應用麵也非常廣泛。

據介紹
，目前我國冠心病患者超過1100萬人
，下肢動脈疾病患者超過4500萬人，相當一部分病人需要接受血管置換（搭橋）治療，對於小口徑人工血管的需求巨大。此外，目前我國血液透析患者已超過69萬人。人工血管用於終末期腎病患者血液透析通路的建立，對於延長患者生存期具有重要作用。

但目前並沒有成功應用於臨床的小口徑人工血管。公開資料顯示，全球範圍內僅有2款小口徑人工血管進入臨床試驗階段。

“由於材料自身的血液相容性能不佳，當與血液接觸後會引發不同程度的凝血和血栓形成，造成血管閉塞。”趙(zhao)強(qiang)解(jie)釋(shi)，此(ci)外(wai)

，這(zhe)些(xie)合(he)成(cheng)材(cai)料(liao)無(wu)法(fa)支(zhi)持(chi)內(nei)皮(pi)細(xi)胞(bao)的(de)黏(nian)附(fu)和(he)生(sheng)長(chang)，人(ren)工(gong)血(xue)管(guan)植(zhi)入(ru)體(ti)內(nei)後(hou)不(bu)能(neng)實(shi)現(xian)內(nei)皮(pi)化(hua)，導(dao)致(zhi)血(xue)管(guan)再(zai)狹(xia)窄(zhai)
，小(xiao)口(kou)徑(jing)人(ren)工(gong)血(xue)管(guan)的(de)長(chang)期(qi)通(tong)暢(chang)率(lv)無(wu)法(fa)保(bao)證(zheng)。

因此
，小口徑人工血管也一直是心血管植介入器械領域最具挑戰的研究方向之一
，也是製約我國創新醫療器械發展的關鍵難題之一。

可釋放一氧化氮的新型生物複合人工血管

目前人工血管的研究方向主要包括血管材料的創新研究和血管再生機製研究。

其中血管材料方麵的研究包括：新材料開發應用
、3D打印等新型血管製備技術

，以及材料表麵功能化修飾等；血管再生機製方麵的研究包括：研究參與血管組織再生的細胞來源、內源性血管幹細胞對組織再生的貢獻，以及如何通過調控免疫反應誘導組織再生等。

為了突破小口徑人工血管的瓶頸

，趙強課題組將血管再生機製研究與新型血管材料設計開發有機結合，形成了一個全鏈條的研究。

“正在進行研發的小口徑人工血管主要包括兩類，一類是生物型，也就是經過脫細胞處理的人（動物）源血管；另一類是由可降解高分子材料製備的人工血管。”趙強介紹，“特別是近年來，動物（豬）來(lai)源(yuan)的(de)天(tian)然(ran)血(xue)管(guan)由(you)於(yu)其(qi)來(lai)源(yuan)廣(guang)泛(fan)

，並(bing)具(ju)有(you)與(yu)人(ren)血(xue)管(guan)類(lei)似(si)的(de)尺(chi)寸(cun)，受(shou)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)關(guan)注(zhu)。其(qi)可(ke)經(jing)過(guo)去(qu)細(xi)胞(bao)化(hua)處(chu)理(li)消(xiao)除(chu)免(mian)疫(yi)原(yuan)性(xing)，並(bing)保(bao)留(liu)良(liang)好(hao)的(de)細(xi)胞(bao)外(wai)基(ji)質(zhi)成(cheng)分(fen)和(he)結(jie)構(gou)。”

因此在材料設計製備方麵，研究團隊創新性地將天然細胞外基質材料與合成高分子材料結合起來，製備複合型人工血管。

“這種新型人工血管具有雙層結構，內層為去細胞化處理的豬大隱靜脈，其可提供良好的生物相容性和再生活性；外層則采用趙強課題組前期研發的硝酸酯功能材料
，起到力學支撐作用，複合血管的力學強度可達到或接近天然動脈的水平。”趙強說。

更為重要的是，硝酸酯功能材料可以在體內環境中通過多步反應轉化生成一氧化氮。“一氧化氮作為心血管係統的一個重要信號分子，可起到抗凝血和抑製內膜增生的重要作用
，是降低人工血管再狹窄的一個關鍵因素。”趙zhao強qiang介jie紹shao
，實shi驗yan發fa現xian，在zai小xiao鼠shu和he兔tu子zi模mo型xing中zhong，新xin型xing複fu合he人ren工gong血xue管guan局ju部bu釋shi放fang的de一yi氧yang化hua氮dan有you效xiao改gai善shan了le血xue管guan組zu織zhi再zai生sheng，促cu進jin內nei皮pi形xing成cheng，並bing抑yi製zhi內nei膜mo增zeng生sheng和he血xue管guan鈣gai化hua等deng病bing理li性xing血xue管guan重zhong構gou，顯xian著zhu提ti高gao了le血xue管guan長chang期qi通tong暢chang率lv。

研究團隊進一步利用遺傳譜係示蹤等技術係統考察並闡明了一氧化氮在調控血管幹/祖細胞命運
、改(gai)善(shan)血(xue)管(guan)組(zu)織(zhi)再(zai)生(sheng)方(fang)麵(mian)的(de)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)和(he)調(tiao)控(kong)機(ji)製(zhi)。不(bu)僅(jin)為(wei)新(xin)一(yi)代(dai)小(xiao)口(kou)徑(jing)人(ren)工(gong)血(xue)管(guan)設(she)計(ji)製(zhi)備(bei)提(ti)出(chu)了(le)一(yi)個(ge)全(quan)新(xin)的(de)思(si)路(lu)
，而(er)且(qie)豐(feng)富(fu)並(bing)發(fa)展(zhan)了(le)組(zu)織(zhi)誘(you)導(dao)心(xin)血(xue)管(guan)生(sheng)物(wu)材(cai)料(liao)的(de)相(xiang)關(guan)理(li)論(lun)。

新型人工血管具有廣闊的應用前景

“未來小口徑人工血管需要突破體內再生的瓶頸，實現血管完全內皮化，從而從根本上解決血管再狹窄的難題。”趙強介紹，開發出能用於人心髒搭橋的人工血管是這個領域科研人員的終極目標。

接受搭橋手術的病人往往患有動脈粥樣硬化、糖(tang)尿(niao)病(bing)等(deng)慢(man)性(xing)疾(ji)病(bing)
，其(qi)組(zu)織(zhi)再(zai)生(sheng)特(te)別(bie)是(shi)內(nei)皮(pi)形(xing)成(cheng)更(geng)加(jia)困(kun)難(nan)。而(er)且(qie)，在(zai)病(bing)理(li)狀(zhuang)態(tai)下(xia)再(zai)生(sheng)的(de)內(nei)皮(pi)會(hui)發(fa)生(sheng)重(zhong)構(gou)甚(shen)至(zhi)也(ye)可(ke)能(neng)退(tui)化(hua)。而(er)一(yi)氧(yang)化(hua)氮(dan)等(deng)重(zhong)要(yao)氣(qi)體(ti)信(xin)號(hao)分(fen)子(zi)對(dui)於(yu)調(tiao)控(kong)血(xue)管(guan)穩(wen)態(tai)
，抑(yi)製(zhi)病(bing)理(li)性(xing)血(xue)管(guan)重(zhong)構(gou)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)意(yi)義(yi)。

此次研究團隊提出的通過緩釋重要氣體信號分子（如一氧化氮）改善人工血管長期通暢率的研究思路，也適用於其他心血管材料特別是血液接觸材料的研發。

而(er)通(tong)過(guo)仿(fang)生(sheng)材(cai)料(liao)設(she)計(ji)調(tiao)控(kong)內(nei)源(yuan)性(xing)幹(gan)細(xi)胞(bao)定(ding)向(xiang)遷(qian)移(yi)分(fen)化(hua)
，從(cong)而(er)誘(you)導(dao)血(xue)管(guan)原(yuan)位(wei)再(zai)生(sheng)的(de)思(si)路(lu)對(dui)於(yu)其(qi)他(ta)組(zu)織(zhi)的(de)修(xiu)複(fu)再(zai)生(sheng)也(ye)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)借(jie)鑒(jian)意(yi)義(yi)。該(gai)技(ji)術(shu)的(de)成(cheng)功(gong)轉(zhuan)化(hua)，必(bi)將(jiang)有(you)力(li)推(tui)動(dong)小(xiao)口(kou)徑(jing)人(ren)工(gong)血(xue)管(guan)的(de)大(da)規(gui)模(mo)臨(lin)床(chuang)應(ying)用(yong)。

“我wo們men研yan發fa的de這zhe類lei新xin型xing生sheng物wu複fu合he人ren工gong血xue管guan具ju有you廣guang闊kuo的de應ying用yong前qian景jing。我wo們men努nu力li推tui進jin它ta的de臨lin床chuang應ying用yong
，為wei提ti高gao人ren民min健jian康kang水shui平ping

，推tui進jin健jian康kang中zhong國guo建jian設she作zuo出chu貢gong獻xian。”趙強說。