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國家納米中心查瑞濤、北地周風山和南科大蔣興宇等 Biomaterials:紅細胞膜助力小口徑人工血管實現血管再生
2023-04-19  來源:高分子科技

  面對動脈的精細結構和復雜的血液環境,現有的小口徑人工血管(內徑小于6毫米)往往存在血栓易形成和血管再生性差的弊端。雖然小口徑人工血管的功能化在一定程度上提高了其生物活性,但是難以同時實現多功能改性,從而提高其通暢性。


  為解決以上問題,國家納米科學中心查瑞濤、解放軍總醫院張林、中國地質大學周風山、阜外醫院張巖和南方科技大學蔣興宇合作利用紅細胞膜(Rm)改性生物材料的便捷性和Rm的多功能性(含有豐富的蛋白質、磷脂和糖蛋白等)快速地制備了Rm功能化的聚(ε-己內酯)/聚(D-賴氨酸)(Rm@PCL/PDL)納米纖維管(圖1),實現了Rm@PCL/PDL納米纖維管的多功能性。


 1 Rm@PCL/PDL納米纖維管的制備


  Rm實現了快速且均勻地包覆到PCL/PDL納米纖維表面,且很好地保留著組分的完整性(圖2)。 


2 Rm@PCL/PDL上包覆的Rm的表征


  Rm同時賦予了Rm@PCL/PDL優異的抗血栓形成性、好的抗炎性和優異的細胞相容性,能夠有效地抑制纖維蛋白原的吸附、血小板的粘附和巨噬細胞的粘附,誘導巨噬細胞向M2表型轉變,沒有影響到內皮細胞的粘附和增殖。


  Rm提高了Rm@PCL/PDL納米纖維管的通暢性,促進了血管再生。兔子的頸動脈移植21天后,超聲多普勒圖像顯示Rm@PCL/PDL納米纖維管的血流速度和內徑與兔子的頸動脈無顯著性差異(圖3),組織切片結果顯示Rm@PCL/PDL納米纖維管促進了內皮細胞招募、收縮性平滑肌細胞層的再生(圖4)和纖維蛋白(膠原蛋白和彈性蛋白)的再生(圖5),并且能夠招募抗炎M2型巨噬細胞,進一步促進血管再生。 


3 Rm@PCL/PDL納米纖維管兔子頸動脈移植后的通暢性 


4 Rm@PCL/PDL納米纖維管兔子頸動脈移植后的內皮細胞和平滑肌細胞的招募 


5 Rm@PCL/PDL納米纖維管兔子頸動脈移植后的纖維蛋白(膠原蛋白和彈力蛋白)和巨噬細胞的招募


  以上研究工作近期Red blood cell membrane-functionalized Nanofibrous tubes for small-diameter vascular grafts為題發表在Biomaterials上。該研究工作的第一作者為國家納米科學中心和中國地質大學(北京)聯合培養博士研究生張春亮,通訊作者為國家納米科學中心查瑞濤、中國人民解放軍總醫院張林、中國地質大學(北京)周風山、中國醫學科學院阜外醫院張巖和南方科技大學蔣興宇。該工作到國家自然科學基金(3217139721875050821720993207139081730051的支持。


  論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2023.122124

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(責任編輯:xu)
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