DOI: 10.1039/c9tb01849b

心血管疾病，特别是涉及直径小于6毫米的狭窄或阻塞血管的疾病，是全球范围内的主要死亡原因。血管移植物已被用于搭桥手术，以取代受损的天然血管，从而治疗严重的心脏和周围血管疾病。然而，由于先前的采集或患者的自身健康状况，自体置换移植物通常是不可取的。此外，自体采集会对患者的采集部位造成继发性损伤。因此，人造血管在近几十年来得到了广泛的研究。本文综述了体外构建组织工程化小口径血管(SDBVs)的研究进展及发展趋势，包括材料选择与开发、制备技术、表面改性、力学性能和生物活性等方面。本文介绍了几种天然和合成的人造SDBVs聚合物。分析比较了挤压膨化、静电纺丝、热致相分离（TIPS）、编织、3D打印、水凝胶管、气体发泡等常用的制备工艺及其组合方法。对物理固定、表面吸附、等离子体处理、化学固定等不同的表面改性方法进行了研究和比较。综述了可供长期使用的SDBVs的机械要求。讨论了人造血管的体外生物学功能，包括耗氧量、一氧化氮（NO）生成、剪切应力反应、白细胞粘附和抗凝作用。最后，研究者就当前挑战和对最佳组合的未来发展方向的确立给出了总结性的意见。希望这篇综述能对体外工程的SDBVs的设计、制备和应用提供帮助，并促进这一新兴研究领域的未来进展。

图1.体外构建的小口径人造血管（SDBVs）的五大支柱。

图2.通过混合、挤压、加热和拉伸制造ePTFE的技术。

图3.（A）静电纺丝装置的示意图。（B）传统静电纺丝收集装置制备具有特定纤维取向的组织支架的示意图。（C）带有定制旋转收集器和组装芯轴的静电纺丝设备的示意图。组装的芯轴由中心的空心金属管和周围几个用于制造波浪形SDBVs的卫星圆柱体组成。（D）同轴静电纺丝。

图4.（A）利用热致相分离制备定向梯度微管结构支架的模具示意图。（B）以上下模式制备的卷曲复丝聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）接枝的编织形式的图像。（C）蚕丝纤维和蚕丝接枝物的制备过程，包括生丝、脱胶、丝胶去除、编织、卷绕、卷绕后的蚕丝接枝等几个加工阶段。（D）通过微光刻法将树脂印刷用于SDBVs。

图5.（A）通过结合静电纺丝、编织和热诱导相分离（TIPS）制备三层血管支架的示意图。（B）结合静电纺丝和三维打印系统制备三维管状人造血管支架的示意图。（C）结合静电纺丝和编织制造的用于小血管的柔性仿生三层血管移植物。（D）结合电子喷射三维打印和静电纺丝技术制备三层血管移植物。

图6.（A）制备硫酸葡聚糖改性壳聚糖/聚乳酸-己内酯（PLCL）管状支架的实验步骤示意图。（B）肝素和壳聚糖层层自组装制备多结构血管补片的原理图。（C）儿茶酚和苯硼酸三明治结构层层涂覆的示意图，用于可调药物负载、缓释和选择性细胞归宿以重新内皮化。（D）纳米涂层改性三维生物打印支架的制备过程示意图。

图7.（A）壳聚糖在ePTFE表面的固定化反应图示。（B）具有生物活性的聚（1,8-辛二醇-共聚-柠檬酸盐）-肝素ePTFE血管移植物的示意图。（C）通过自由基相互作用共价固定肝素、CD47和SDF-1α以及SDF-1α通过亲和结合与肝素结合的示意图。（D）PTFE的逐步表面改性，包括O2等离子体处理、多巴胺涂层、聚乙烯亚胺（PEI）固定、RGD或RGD/肝素接枝等。

图8.（A）受贻贝启发的多巴胺涂层表面化学。（B）PDA涂层PCL纳米纤维上细胞粘附的示意图。（C）聚多巴胺介导的生物活性分子在可作为功能化血管移植物材料的PLCL膜上固定的示意图。（D）使用聚多巴胺涂层方法的表面改性示意图。（E）负载SePEI和REDV的血管移植物的构建，用于催化NO的生成和快速内皮化。

图9.（A）静电纺丝TPU /丝素蛋白杂化移植物的周向拉伸试验的典型应力-应变曲线。（B）无预拉伸样品的应力-应变曲线（黑色）和预拉伸样品的加载-卸载应力-应变曲线（红色），包括猪主腹的轴向取向和应力-应变曲线。（C）三层血管移植物的机械性能，包括周向拉伸性能的测量方法以及PAM水凝胶、编织丝、电纺TPU、丝素/PAM和丝素/PAM/TPU血管移植物的循环拉伸性能。

图10.用于血管组织工程的仿生生物反应器。

图11.内皮细胞的动脉特异性功能表征。（A）NO产量测试。（B）耗氧率。（C）剪应力响应。（D）细胞长度与宽度之比。（E）白细胞（圆形细胞）粘附测定。（F）每单位面积的白细胞数目。