组织工程血管支架在植入体内后往往会面临凝血、炎症、内膜增生、钙化等导致远期通畅率不高等问题。对血管材料进行改性，调控血管细胞的生长对血管重塑具有积极意义。

鉴于此，南京师范大学沈健/袁江教授课题组利用角蛋白合成硫化氢供体（KBT）并与PCL通过静电纺丝制备成管状纤维血管支架，随后通过聚多巴胺将羧铵两性离子（CBMA）固定在支架表面，制备得到PCL/KBT/CBMA小口径组织工程血管。相关研究内容以“Hydrogen sulfide releasing and carboxybetaine modified vascular graft with enhanced anticoagulant, anticalcification, and pro-endothelialization properties”为标题发表在期刊《Applied Materials Today》上。硫化氢的释放可以调控血管细胞的生长。两性离子的固定可以延缓硫化氢释放，抗蛋白质和血小板粘附，及抗钙化。

图1：PCL/KBT/CBMA血管支架的制备示意图。

课题组首先合成苯甲酮硫胺小分子硫化氢供体并与角蛋白通过酰胺化反应进行偶联得到大分子硫化氢供体KBT。KBT与具有可降解性的PCL通过静电纺丝制备成PCL/KBT纤维支架，并通过聚多巴胺在支架表面固定两性离子CBMA，制得PCL/KBT/CBMA血管支架。此支架在体外细胞实验中可以显著促进内皮细胞迁移和增殖，抑制平滑肌细胞的过度增殖。并且，由于两性离子的固定，支架可以有效抗蛋白沉积和抗血小板粘附。

图2：PCL/KBT/CBMA支架相关表征。

静电纺丝制备得到的PCL/KBT/CBMA血管支架具有多孔结构，有利于细胞的粘附和生长。支架表面的多巴胺涂层及两性离子的固定可以有效延缓支架内部的硫化氢释放速率，延长硫化氢释放周期。

图3：PCL/KBT/CBMA支架在体外血流循环动态模拟中对内皮细胞的捕捉情况。

将PCL/KBT/CBMA管状血管支架接入到三维循环灌流模拟装置中，培养5天后，通过扫描电镜观察发现支架内腔几乎被内皮细胞覆盖完全，且细胞生长方向与培养液流动方向保持一致。实验结果表明，支架通过释放H2S有利于在血流剪切应力下捕捉内皮细胞，并促进内皮细胞的粘附。

图4：PCL/KBT/CBMA支架体内植入一个月后的组织染色。

将PCL/KBT/CBMA支架植入大鼠腹主动脉，多普勒超声检测血管内血流信号清晰，无堵塞发生。植入一个月取材后的血管横截面染色证明管腔内部正逐步内皮化，含有丰富的成束的胶原纤维，且无血管钙化现象发生。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apmt.2023.101976

人物简介：

袁江，南京师范大学教授，博士生导师。主要从事两性离子生物材料，血管组织工程支架材料，角蛋白生物材料等研究。参获 2009 年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）一等奖、2020 年度中国产学研合作创新与促进奖产学研合作创新成果奖一等奖、2022年度江苏省科学技术奖二等奖等。

沈健，南京大学/南京师范大学教授、博士生导师、生物医药功能材料国家地方联合工程研究中心、江苏省生物医药功能材料协同创新中心、江苏省生物功能材料重点实验室和江苏省界面化学工程技术研究中心主任。兼任中国复合材料学会界面工程专业委员会主任、中国复合材料学会生物医用复合材料分会主任。长期从事多组分、多相复合体系界面化学和生物医用材料研究。主持国家、省部和企业委托重大科技项目 22 项，出版专著 3 部、发表论文 500 余篇，累计引用超 10000 次；授权发明专利 65 件；获国家设立的科学技术奖和教学成果奖 16 项、荣誉称号 6 项。研发、应用在线检测、动态调控固体粒径及其分布技术、用作界面调控的三元共聚物结构优化技术和生物材料两性离子表面构建技术， 推动了化工、材料、农药和医药卫生等行业技术进步。

殷猛，上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心心胸外科主任医师、博士研究生导师。上海市小儿先天性心脏病研究所生物材料与组织工程研究室主任、中国生物材料学会青年委员、中国生物医学工程学会组织工程与再生医学分会委员等。从事临床一线心胸外科工作20余年，累计主刀各类婴幼儿复杂先天性心脏病手术2000余例，具有丰富的临床手术经验。