DOI:10.1016/j.matdes.2020.109301
對于改良Blalock-Taussig(B-T)手術中應用的小口徑人工血管支架而言,其有效的抗凝和機械維護優先于結構仿生能力。當前,僅IMPRA?ePTFE血管移植物可用。在此,研究者采用共軛靜電紡絲技術制備了由聚L-丙交酯-己內酯(PLCL)和絲素蛋白(SF)組成的肝素(Hep)負載單層血管支架。通過調節混合溶液的紡絲速度,制備了三種包含不同SF和肝素含量的Hep@SF/PLCL納米纖維膜。與其他兩種納米纖維膜相比,Hep@SF/PLCL納米纖維膜的SF含量最高,具有良好的徑向拉伸性能、最佳的親水性、細胞相容性和抗血栓形成作用。因此,研究人員利用此設計制備了單層人工血管支架。最后,進行兔頸動脈原位移植以評估其體內重塑效果。術后三個月,Hep@SF/PLCL血管支架在體內表現出令人滿意的重塑效果,導致再生的平滑肌層被連續的內皮細胞覆蓋。
圖1.納米纖維膜的形態和元素。納米纖維在各種膜中都具有取向性,而在1.0Hep@SF/PLCL膜中元素S的比例最高。
圖2.親水性和徑向拉伸結果。1.0Hep@SF/PLCL納米纖維膜的接觸角最小,其相應的支架有望承受更高的血壓。(A)a-d:純PLCL,0.8Hep@SF/PLCL,1.0Hep@SF/PLCL和1.2Hep@SF/PLCL納米纖維膜。(B)不同支架的徑向拉伸結果。
圖3.不同材料上的HUVEC增殖和形態。內皮細胞在1.0Hep@SF/PLCL納米纖維膜上生長最好。(A)培養1周后不同材料的光密度(“*”代表p<0.05)。(B)HUVECs的羅丹明染色顯微照片(比例尺=25μm)。
圖4.不同材料的抗血栓形成能力。1.0Hep@SF/PLCL納米纖維膜顯示出最佳的抗血栓形成能力。(A)15天內從三種膜釋放的肝素量。(B)三種膜的血漿再鈣化結果。
圖5.手術過程和超聲結果。移植的支架保持通暢,在隨訪期間未發生管腔擴張。(a)1.0Hep@SF/PLCL血管支架的總體視圖,(b)重建兔頸動脈,(c-d,e-f,g-h)術后1、2和3個月,1.0Hep@SF/PLCL支架的B型超聲圖像和信號流圖。(i-j)天然兔頸動脈的B型超聲圖像和信號流圖。
圖6.術后3個月的兔頸動脈組織和人工支架。1.0Hep@SF/PLCL支架顯示出與天然動脈相似的外觀。(a-c)兔頸動脈的總體視圖、管腔壁和內表面SEM,(d-f)術后3個月的人工支架的總體視圖、管腔壁和內表面SEM。
圖7.天然頸動脈和1.0Hep@SF/PLCL支架的組織染色。1.0Hep@SF/PLCL支架的血管重塑效果令人滿意。(a-f)天然頸動脈的H&E染色、Masson染色、CD34和αSMA免疫組織化學染色的結果,(g-l)1.0Hep@SF/PLCL血管支架的H&E染色、Masson染色、CD34和αSMA免疫組織化學染色的結果。(對于a,c,g,i,比例尺=500μm,對于b,d-f,h,j-1,比例尺=200μm;黑色箭頭表示內皮,紅色邊框區域表示平滑肌層。)