DOI:10.1088/1748-605X/ab920a
目前迫切需要設計一種具有良好生物相容性和足夠機械強度的組織工程血管移植物,以修復和促進缺損血管組織的再生。人們通常認為多層支架可用于模擬天然血管的結構和功能。在此,研究者開發了一種新的三層管狀移植物,該移植物由單聚(L-丙交酯-共-己內酯)靜電紡絲膜卷繞而成。采用一種新的靜電紡絲技術將三個不同的結構放置在一張靜電紡絲膜上,從而使支架由三個不同的層組成。內層致密且適合內皮細胞生長,中層是適合于平滑肌細胞生長的平行疏松結構,而外層是具有稀疏交替紋理的平行結構,既適合于平滑肌細胞生長又適合于結構支撐。該血管支架具有良好的抗張強度。同時,內皮細胞和平滑肌細胞很容易在體外物質上增殖。尤其,平滑肌細胞在中層和外層材料上呈平行生長。在體內,皮下植入一周內,細胞會浸潤血管移植物的所有層,這表明該移植物具有良好的生物相容性。皮下植入一周后,將血管支架原位移植到Sprague Dawley大鼠腹主動脈中。移植十周后,腹部超聲檢查顯示血管通暢。血管支架內皮化,平滑肌細胞易于增殖,形成了大量的彈性纖維。因此,研究人員特別設計的三層血管移植物在血管重建中具有顯著的優勢。
圖1.顯示用于制備三段式電紡膜的接收器及其制備方法:(A)和(B)分別顯示了兩種金屬網的外觀和規格。
圖2.血管支架的示意圖和物理圖。
圖3.顯示三段式電紡膜的總體觀察結果、SEM圖像、纖維直徑分布和孔徑。外段(A),(D),(G),(J),M)。因為外部電紡膜具有兩種密度,所以存在兩種孔徑頻率分布。中段(B),(E),(H),(K)。內段(C),(F),(I),(L)。
圖4.機械性能測試:拉伸應變-應力曲線。
圖5.HUVEC在不同血管層上的生長情況:培養1、4或7 d后,HUVEC在不同纖維層上增殖的CCK-8結果。
圖6.不同樣品上的SMC生長:培養1、4或7 d后,CCK-8結果顯示SMC在中層和外層上增殖。
圖7.這些熒光圖像顯示培養1 d后SMC在中層(A,B)和外層(C,D)上的生長模式。
圖8.小鼠皮下植入一周后移植物的整體形態。
圖9.皮下外植體、血管移植物和主動脈的組織學染色。
圖10.不同部分的I型膠原蛋白的免疫熒光染色。
圖11.移植兩周(B)和十周(C)后,主動脈(A)和血管移植物的多普勒回聲。小圖(D)顯示了移植十周后移植物的整體形態。
圖12.主動脈和血管移植物中的細胞含量和組織。