DOI: 10.3390/ph14040302
廣泛試驗表明，組織工程血管移植物是動脈旁路和置換手術的一種有前途的替代材料。研究者首先證明了將VEGF摻入聚（3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯）/聚（ε-己內酯）電紡絲管狀支架中可增強內皮細胞單層的形成。但是，過量的VEGF可誘導腫瘤樣血管生成。因此，需要其他生物活性因子來支持VEGF驅動的內皮化和平滑肌細胞的成功募集。利用乳液靜電紡絲制備了含有VEGF、bFGF或SDF-1α的單層血管移植物，以及VEGF摻入內層，bFGF和SDF-1α摻入外層的兩層血管移植物，隨后對其進行結構評估、拉伸測試并使用大鼠腹主動脈置換模型進行體內試驗。后一種移植物原型顯示出較高的一期通暢率。研究發現兩層結構改善了移植物的表面形貌和力學性能。另外，與僅VEGF相比，bFGF、SDF-1α和VEGF的組合改善了內皮化，而bFGF誘導了平滑肌細胞層的快速形成。綜上所述，兩層結構以及將bFGF和SDF-1α摻入血管移植物中與VEGF組合可提供更高的一期通暢性，因此改善體內性能。
圖1.兩層結構移植物按比例縮小的纖維和孔的形貌。（a）僅用VEGF、bFGF或SDF-1α（由于一層而合并在GF組中）或所有三種因子（兩層結構）修飾的移植物的植入前代表性掃描電子顯微鏡圖像；（b）定量圖像分析（每組六幅圖像，總共包含100多根纖維和孔），數據表示為四分位區間的中位數，Kruskal-Wallis檢驗和進一步的Dunn多重比較檢驗，多重比較調整后的p值以數字形式表示，n.s.表示無顯著性。
圖2.兩層結構賦予了移植物更高的力學性能。僅用VEGF、bFGF或SDF-1α（由于是一層而合并在GF組中）或所有三種因子（兩層結構）修飾的移植物的機械試驗。數據用單變量散點圖和中位數表示，每個點代表一個移植物的測量值，Kruskal-Wallis檢驗和進一步的Dunn多重比較檢驗，多重比較調整后的p值以數值形式表示，n.s.表示無顯著性。對于應力-應變曲線，每個點代表測試中所有六個移植物樣品各自測量值的中位數。
圖3.PHBV/PCL血管移植物確保生物活性因子的持續釋放和受控釋放。（a）通過在磷酸鹽緩沖液中孵育支架并隨后對依次收集的環境進行酶聯免疫吸附測定，評估VEGF釋放的體外動力學；定量分析Wistar大鼠血清中VEGF（b），bFGF（c）和SDF-1α（d）的時間性變化，并在指定的時間點將其植入腹主動脈。請注意，植入3個月后VEGF增加，并且結合了所有三種生物活性因子的兩層移植物具有出色的動力學特性。藍色點和線表示移植了僅包含VEGF、bFGF或SDF-1α的移植物的動物的值。紅色點和線表示移植了含所有三種生物活性因子的移植物的動物的數值（COMBO）。
圖4.血管移植物的大體檢查。（a）移植前和移植時的電紡支架以及移植后的橫截面。紅色圓圈標出了壁內血管。（b）將僅包含VEGF或SDF-1α的單層移植物，或具有全部三種生物活性因子（VEGF，bFGF和SDF-1α）的兩層移植物移植到大鼠腹主動脈中。注意在所有時間點，聚合物支架的完整性以及含VEGF/bFGF/SDF-1α的移植物中明顯的血管網絡。
圖5.VEGF、bFGF和SDF-1α結合體修飾移植物比僅含任意一種因子的移植物具有更高的一期通暢率。（a）植入3、6和12個月后，對僅使用VEGF、bFGF、SDF-1α或所有三種因子修飾的移植物進行H＆E染色的代表性圖像，放大50倍；（b）定量圖像分析，每個點代表相對于實驗組和時間點的一期通暢率。
圖6.bFGF或SDF-1α不會改變移植物中生成膠原蛋白細胞的數量。（a）植入3、6和12個月后，對僅使用VEGF、bFGF、SDF-1α或所有三種因子修飾的移植物進行I型膠原蛋白-（紅色）、IV型膠原蛋白-（綠色）和DAPI-（藍色）染色的代表性圖像；（b）定量圖像分析，數據用單變量散點圖和中位數表示，每個點代表一張圖像的計數，Kruskal-Wallis檢驗和進一步的Dunn多重比較檢驗，多重比較調整后的p值以數字形式表示，n.s.表示無顯著性。
圖7.bFGF或SDF-1α不會誘導腔表面顯著的內皮化。（a）植入3、6和12個月后，對僅使用VEGF、bFGF、SDF-1α或所有三種因子修飾的移植物進行vWF-（綠色）和DAPI-（藍色）染色的代表性圖像；（b）定量圖像分析，數據用單變量散點圖和中位數表示，每個點代表一張圖像的計數，Kruskal-Wallis檢驗和進一步的Dunn多重比較檢驗，多重比較調整后的p值以數字形式表示，n.s.表示無顯著性。
圖8.bFGF和SDF-1α支持VEGF誘導的腔表面內皮化。（a）植入3、6和12個月后，對僅使用VEGF、bFGF、SDF-1α或所有三種因子修飾的移植物進行CD31-（紅色），CD34-（綠色）和DAPI-（藍色）染色的代表性圖像；（b）定量圖像分析，數據用單變量散點圖和中位數表示，每個點代表一張圖像的計數，Kruskal-Wallis檢驗和進一步的Dunn多重比較檢驗，多重比較調整后的p值以數字形式表示，n.s.表示無顯著性。
圖9.bFGF促進平滑肌細胞層的形成。（a）植入3、6和12個月后，對僅使用VEGF、bFGF、SDF-1α或所有三種因子修飾的移植物進行α-SMA-（棕色）染色的代表性圖像；（b）定量圖像分析，數據用單變量散點圖和中位數表示，每個點代表一張圖像的計數，Kruskal-Wallis檢驗和進一步的Dunn多重比較檢驗，多重比較調整后的p值以數字形式表示，n.s.表示無顯著性。
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