DOI:10.1016/j.matdes.2020.109301
对于改良Blalock-Taussig(B-T)手术中应用的小口径人工血管支架而言,其有效的抗凝和机械维护优先于结构仿生能力。当前,仅IMPRA®ePTFE血管移植物可用。在此,研究者采用共轭静电纺丝技术制备了由聚L-丙交酯-己内酯(PLCL)和丝素蛋白(SF)组成的肝素(Hep)负载单层血管支架。通过调节混合溶液的纺丝速度,制备了三种包含不同SF和肝素含量的Hep@SF/PLCL纳米纤维膜。与其他两种纳米纤维膜相比,Hep@SF/PLCL纳米纤维膜的SF含量最高,具有良好的径向拉伸性能、最佳的亲水性、细胞相容性和抗血栓形成作用。因此,研究人员利用此设计制备了单层人工血管支架。最后,进行兔颈动脉原位移植以评估其体内重塑效果。术后三个月,Hep@SF/PLCL血管支架在体内表现出令人满意的重塑效果,导致再生的平滑肌层被连续的内皮细胞覆盖。
图1.纳米纤维膜的形态和元素。纳米纤维在各种膜中都具有取向性,而在1.0Hep@SF/PLCL膜中元素S的比例最高。
图2.亲水性和径向拉伸结果。1.0Hep@SF/PLCL纳米纤维膜的接触角最小,其相应的支架有望承受更高的血压。(A)a-d:纯PLCL,0.8Hep@SF/PLCL,1.0Hep@SF/PLCL和1.2Hep@SF/PLCL纳米纤维膜。(B)不同支架的径向拉伸结果。
图3.不同材料上的HUVEC增殖和形态。内皮细胞在1.0Hep@SF/PLCL纳米纤维膜上生长最好。(A)培养1周后不同材料的光密度(“*”代表p<0.05)。(B)HUVECs的罗丹明染色显微照片(比例尺=25μm)。
图4.不同材料的抗血栓形成能力。1.0Hep@SF/PLCL纳米纤维膜显示出最佳的抗血栓形成能力。(A)15天内从三种膜释放的肝素量。(B)三种膜的血浆再钙化结果。
图5.手术过程和超声结果。移植的支架保持通畅,在随访期间未发生管腔扩张。(a)1.0Hep@SF/PLCL血管支架的总体视图,(b)重建兔颈动脉,(c-d,e-f,g-h)术后1、2和3个月,1.0Hep@SF/PLCL支架的B型超声图像和信号流图。(i-j)天然兔颈动脉的B型超声图像和信号流图。
图6.术后3个月的兔颈动脉组织和人工支架。1.0Hep@SF/PLCL支架显示出与天然动脉相似的外观。(a-c)兔颈动脉的总体视图、管腔壁和内表面SEM,(d-f)术后3个月的人工支架的总体视图、管腔壁和内表面SEM。
图7.天然颈动脉和1.0Hep@SF/PLCL支架的组织染色。1.0Hep@SF/PLCL支架的血管重塑效果令人满意。(a-f)天然颈动脉的H&E染色、Masson染色、CD34和αSMA免疫组织化学染色的结果,(g-l)1.0Hep@SF/PLCL血管支架的H&E染色、Masson染色、CD34和αSMA免疫组织化学染色的结果。(对于a,c,g,i,比例尺=500μm,对于b,d-f,h,j-1,比例尺=200μm;黑色箭头表示内皮,红色边框区域表示平滑肌层。)