DOI: 10.1021/acs.biomac.9b01255

作者报道了用于软组织工程应用的可生物降解的热塑性聚氨酯，其中常用的羧酸酯降解基序被碳酸盐部分取代，以实现优异的降解性能。尽管已经报道了在软嵌段中使用碳酸盐，但在热塑性聚氨酯的硬嵌段中使用碳酸盐却是前所未有的。软嵌段由聚（六亚甲基碳酸酯）组成，而硬嵌段则由六亚甲基二异氰酸酯与新合成的可裂解碳酸酯扩链剂双（3-羟基丙烯）碳酸酯（BHPC）结合而成，模仿了聚（三亚甲基碳酸酯）的基序，具有高度降解的特性。同时，利用了分段聚氨酯的机械效应。在BHPC基聚合物中较低的硬嵌段浓度更适合于血管移植。在此过程中，我们发现了非酸性降解产物和硬嵌段依赖性降解速率。在小动物模型中植入BHPC基的电纺可降解人造血管显示出高通畅率且无动脉瘤形成的迹象。观察到特定的血管移植物重塑以及极少的炎症反应迹象。

图1.用于合成BHPC_211和BHPC_312的组分：六亚甲基二异氰酸酯（HMDI），聚（六亚甲基碳酸酯）和双（3-羟丙基）碳酸酯（BHPC）的比例为2：1：1和3 ：1：2。 为了进行比较，还列出了参考材料的成分，BHET_211(聚四氢呋喃(PTHF)、HMDI和双(2-羟乙基)对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)的比例为2∶1∶1)和聚氨酯（pTHF、4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯（MDI）、丁二醇（BDO），比例未知）。

图2. 合成聚碳酸酯基聚氨酯BHPC_211和BHPC_312（六亚甲基二异氰酸酯可降解的热塑性聚氨酯弹性体：聚（六亚甲基碳酸酯）：双（3-羟丙基）碳酸酯的比例分别为2:1:1或 3:1:2）以及最新材料BHET_211（六亚甲基二异氰酸酯可降解的热塑性聚氨酯弹性体：聚四氢呋喃：对苯二甲酸二（2-羟乙基）酯：双(2-羟乙基)对苯二甲酸乙二醇酯的比例为2:1:1）和聚氨酯的ATR-FTIR光谱。

图3. BHPC_211和BHPC_312（分别为HMDI：pHMC：BHPC 2：1：1和3：1：2）与最新的可降解BHET_211（HMDI：pTHF：BHET =2：1：1）和市售的不可降解的聚氨酯进行比较的代表性应力-应变曲线。

图4. 剩余质量Mresidual和分子量Mw的动态，残留的聚合物BHPC_211，BHPC_312（分别为HMDI：pHMC：BHPC 2：1：1和3：1：2）和BHET_211（HMDI：pTHF：BHET 2：1： 1）在磷酸盐缓冲溶液中在90°C下降解时间不断增加。星号表示由于脆性材料行为而导致样品丢失的时间点（在这种情况下，从两个获得的值得出误差幅度）。

图5. BHPC_211（HMDI：pHMC：BHPC 2：1：1）和聚氨酯在不同放大倍数下的SEM图像（顶部：×350，底部：×3500）。

图6. BHPC_211预润湿的电纺环（HMDI：pHMC：BHPC）与电纺的聚氨酯环的拉伸试验的代表性曲线。

图7. 血管性血友病因子（vWf）染色的吻合移植部位的内皮细胞层的代表性光学显微镜图像。箭头指示新内膜处的vWf阳性细胞（左箭头）和天然血管内膜处的vWf阳性细胞（右箭头）。

图8. BHPC_211电纺丝作为肾下导管的体内特性。肾下主动脉移植术后12个月进行数字减影血管造影（G表示移植面积）（A）。再灌注后立即植入（B1）和植入12个月后（B2）的移植物的宏观图片。植入12个月后，宿主细胞在移植物中的定位共聚焦图像（C）。钙蛋白（C1）和平滑肌肌动蛋白（SMA，C2）和细胞核（C3）的DAPI的免疫荧光染色表明了血管蛋白的共定位。钙蛋白，SMA和DAPI的组合（M表示新血管的介质，箭头表示内皮细胞层）（C4）