小口径组织工程血管支架在心血管疾病治疗中具有巨大潜力，但其临床应用常受限于血栓形成、炎症反应和内膜增生等问题。通过改性血管材料，对实现血管细胞的调控生长，及促进血管再生与重塑具有积极意义。

鉴于此，南京师范大学沈健/袁江教授课题组根据时空调控策略，利用角蛋白合成一氧化氮供体（KMA）、肝素合成硫化氢供体（HAT），并与PCL通过静电纺丝制备了具有NO和H2S双释放能力的双层组织工程血管移植物，用于血管细胞调控。相关研究内容以“Bilayer vascular grafts separately composited with nitric oxide-releasing keratin conjugates and hydrogen sulfide-releasing heparin conjugates”为标题发表在期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上。该NO供体与H2S供体保留了角蛋白的良好生物相容性和肝素的抗凝性质，两种气体信号分子除了各自发挥作用外，还协同调节血管再生。

图1：PCL/KMA//PCL/HAT血管支架的制备示意图

课题组首先合成甲基丙烯酸酰化精氨酸（M-Arg），并通过迈克尔加成反应将M-Arg与角蛋白上的巯基接枝，得到一氧化氮大分子供体KMA；其与PCL通过静电纺丝，作为移植物的内层。随后，4-氨基硫代苯甲酰胺小分子硫化氢供体与肝素通过酰胺化反应进行偶联得到大分子硫化氢供体HAT；其与PCL同轴静电纺丝，作为移植物的外层。此双层血管移植物选择性地促进HUVECs的增殖，抑制HUASMCs的异常增殖。更重要的是，NO和H2S的释放可以刺激对方的分泌，从而产生协同效应。此外，这些移植物还具有抗菌、抗氧化和抗炎的特性。

图2：PCL/KMA血管支架内层相关表征

图3：PCL/HAT血管支架外层相关表征

图4：NO、H2S释放曲线及细胞活性表征

静电纺丝制备得到的PCL/KMA//PCL/HAT血管支架具有多孔结构，有利于细胞的粘附和生长。内层的一氧化氮供体KMA在高活性氧条件下，可持续释放NO。外层通过同轴静电纺丝具有明显的壳-芯双层，有效延缓支架内部的H2S与肝素释放速率，达到长期的抗凝血效果。

图5：PCL/KMA//PCL/HAT支架体内植入一个月后的组织染色

在大鼠腹主动脉植入PCL/KMA//PCL/HAT支架1个月，普勒超声检测血管内血流信号清晰，无堵塞发生。支架促进了快速内皮化，并增强了抗凝血和抗钙化性能。这些发现表明，这些双层移植物是小直径组织工程血管移植物的有希望的候选者。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.141887

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。

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。