DOI:10.1016/j.msec.2020.111441

在小直径组织工程血管领域，将人工血管成功移植到宿主体内并获得功能性组织再生和重构是一项巨大的挑战。在之前的研究工作中，通过静电纺丝法制备了聚（ε-己内酯）（PCL）/纤维蛋白血管移植物。实验证明了PCL/纤维蛋白血管移植物具有良好的生物力学性能和细胞相容性，是一种合适的小直径组织工程血管支架。在此，研究者主要检验了PCL/纤维蛋白血管移植物的体内性能。接枝物显示出无规排列的纳米纤维结构、优异的机械强度、更高的柔性和降解性能。植入大鼠腹主动脉9个月后，移植物诱导了新动脉的再生，促进了ECM沉积和快速内皮化。更重要的是，3个月时PCL/纤维蛋白血管移植物显示出更高的微血管密度和较少的钙化面积，这有利于改善细胞浸润和增殖。此外，PCL/纤维蛋白移植物中M2/M1巨噬细胞的比例具有较高的表达水平，促炎细胞因子的分泌量开始增加，然后减少至类似于天然动脉。因此，电纺PCL/纤维蛋白管状血管移植物有望成为一种可长期植入体内的新型人工血管支架。

图1.PCL/纤维蛋白血管移植物的制备和观察。电纺PCL/纤维蛋白移植物的示意图（A），PCL/纤维蛋白移植物的宏观外观（B）。通过SEM观察血管移植物的形态（C和D）。C和D中的比例尺分别为10μm和50μm。

图2.植入腹主动脉中后，电纺移植物的力学特性和形态发生了变化。移植后1、3和9个月的移植物宏观照片（A）。红色箭头表示血管移植物的吻合位置。用生理盐水溶液处理9个月后的移植物外观（B）。1、3和9个月后移植的PCL/纤维蛋白移植物的横截面图（C）。（D）1、3和9个月后（n=3），PCL/纤维蛋白和PCL血管移植物的顺应性值。血管移植物的力学性能（n=3）显示断裂应变（E），弹性模量（F）和最大应力（G）。用SEM（H）观察不同时间段PCL/纤维蛋白血管移植物的变化，分别在1、3和9个月时测量不同移植物的重量保持率（I）（n=3）。比例尺：（C）1mm。*表示p<0.05。

图3.9个月后移植血管功能的再生。KCl和AD对自然动脉、PCL/纤维蛋白移植物和PCL移植物的收缩作用（A）（n=3）；Ach和SNP的弛豫效应（B）（n=3）。*表示统计学显著性，ns表示无统计学显著性。

图4.不同移植物中内皮化的一般情况。通过SEM在1mm（A，B和C），50μm（D，E和F）和10μm（G，H和I）下观察不同移植物的内层表面形态。红色箭头表示血管内皮细胞。分别用vWF（红色）和DAPI（蓝色）染色的PCL移植物（J和M），PCL/纤维蛋白移植物（K和N）和天然动脉（L和O）的免疫荧光图像。比例尺：100μm。计算不同移植物的内皮覆盖率（P）（n=3）。*p<0.05。

图5.9个月时体内PCL/纤维蛋白移植物中血管介质层的再生。9个月后HE染色不同移植物的图像（A-C）。不同移植物中细胞数量的统计分析（D）（n=3）。在免疫荧光测试下，不同移植物中VSMCs浸润的分布（α-SMA，绿色）（E-G）。移植物中α-SMA的面积（H）（n=3）。含收缩性VSMCs的移植物的免疫荧光实验（SM-MHC，绿色）（I-K）。移植物中SM-MHC的面积分数（L）（n=3）。细胞核用DAPI（蓝色）染色。Δ表示管腔。*表示P<0.05。比例尺：100μm。

图6.植入后9个月内ECM沉积的表征。横截面的显微照片，在不同的支架上用Masson染色胶原蛋白（蓝色，A-C），番红O染色糖胺聚糖（红色，E-G）和Verhoeff染色弹性蛋白（黑色，I-K）。分别通过相应的检测试剂盒对总胶原、GAG和弹性蛋白进行评估（D，H，L）（n=3）。比例尺：100μm。*表示具有统计学显著性。

图7.植入腹主动脉的不同移植物中的血管密度分布和钙化。3个月时用CD34标志物染色的PCL移植物和PCL/纤维蛋白移植物的图像（A和B）。显示了在1、3和9个月时PCL移植物和PCL/纤维蛋白移植物中的血管数量（C）（n=3）。3个月时对PCL/纤维蛋白移植物和PCL移植物进行Von Kossa染色（D-E）。黑色箭头表示钙化。不同时间点的移植物钙化面积比（F）（n=3）。比例尺：50μm（A，B），100μm（D，E）。*表示统计学显著性。Δ表示移植物内腔。

图8.PCL/纤维蛋白血管移植物重建过程中巨噬细胞和炎性相关细胞因子的分布。在不同时间段的PCL/纤维蛋白移植物和天然动脉中对CD68、iNOS和CD206标志物进行荧光染色（绿色）（A）。PCL/纤维蛋白和PCL移植物中M2/M1巨噬细胞的比例（n=3）（B）。通过ELISA实验评估炎性相关细胞因子IL-4（C），IL-10（D），TNF-α（E），IL-6（F）和IL-1β（G）（n=3）。*表示P<0.05。ns表示无统计学显著性。比例尺：50μm。蓝色表示核。