心血管疾病，目前是全球范圍內(nèi)發(fā)病率、死亡率最高的疾病之一，目前顯著高于癌癥、艾滋病等其他疾病，是人類健康的“第一殺手”。在現(xiàn)有的治療技術(shù)中，血管支架其通過管腔球囊擴張術(shù)植入到閉塞段的血管中，能有效抑制血管彈性回縮和預防再狹窄，被廣泛應(yīng)用于血管狹窄的治療。然而，傳統(tǒng)的裸金屬血管支架雖在減少急性血管閉合方面表現(xiàn)優(yōu)異，但卻容易引起血管急性炎癥，誘發(fā)新生內(nèi)膜增生，造成血管內(nèi)再狹窄。另外，目前比較先進的藥物洗脫支架也存在著血管內(nèi)皮化受損和血栓形成的風險。
近期，中山大學生物醫(yī)學工程學院周建華團隊聯(lián)合香港科技大學吳洪開課題組、西南交通大學楊志祿課題組，共同研發(fā)了一種彈性水凝膠功能界面涂層修飾的金屬血管支架，其能選擇性促進內(nèi)皮細胞黏附，同時抑制平滑肌細胞過度增生，有效減輕炎癥反應(yīng)、防止血管再狹窄和血栓形成。
所開發(fā)的彈性水凝膠主要由海藻酸鹽和明膠材料組成，具有良好的柔彈性和機械韌性，支架植入擴張時，仍可在支架表面形成牢固堅韌的功能界面涂層。一方面，水凝膠涂層界面在結(jié)構(gòu)上類似于細胞外基質(zhì)（如富含透明質(zhì)酸、膠原等），能選擇性促進內(nèi)皮細胞黏附；另一方面，水凝膠材料方便進行功能化化學修飾，如在海藻酸鹽鏈段接枝硒代胱胺（SeCA）后，功能涂層界面能模擬谷胱甘肽過氧化物酶（GPx-3），催化內(nèi)源性亞硝化硫基類氨基酸持續(xù)產(chǎn)生一氧化氮（NO）。細胞實驗和轉(zhuǎn)錄組學分析進一步表明，該功能水凝膠涂層能促進內(nèi)皮細胞粘附，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)，并誘導平滑肌細胞松弛，有效防止血管再狹窄。
研究團隊將功能水凝膠涂層修飾的血管支架分別植入到兔髂動脈和豬冠狀動脈中，與裸金屬支架和空白水凝膠涂層修飾的支架相比，其所開發(fā)的功能涂層修飾支架能誘發(fā)天然內(nèi)皮快速修復，并有效抑制新生內(nèi)皮畸形生長；其新生血管內(nèi)膜厚度和狹窄水平明顯低于其他普通支架。
總而言之，相較于其他文獻報道的支架和FDA批準的生物可吸收支架，該研究開發(fā)的功能化水凝膠界面涂層修飾金屬支架，在凝血活性和血管內(nèi)皮化、抑制炎癥反應(yīng)、以及預防支架內(nèi)再狹窄等諸多方面均表現(xiàn)優(yōu)異，有望為新一代的血管植入物。
該成果近期發(fā)表在Nature Communications上，論文的第一作者是中山大學生物醫(yī)學工程學院的特聘副研究員陳寅博士，通訊作者是中山大學生物醫(yī)學工程學院周建華教授、西南交通大學楊志祿教授和香港科技大學吳洪開教授。該研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和深圳市基礎(chǔ)研究等項目的大力支持。
全文鏈接如下：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27368-4
- 上科大鄭宜君教授課題組 Nat. Commun.: 構(gòu)建具有可見光響應(yīng)的時空動態(tài)粘彈性水凝膠用于探究癌細胞與細胞外基質(zhì)相互作用 2025-02-07
- 西安交大盧同慶教授課題組《ACS Nano》：基于可控預加載策略的高靈敏寬帶寬離電動態(tài)傳感器 2024-02-26
- 東華大學武培怡/孫勝童團隊《Adv. Mater.》：首例美學離子皮膚 - 實現(xiàn)應(yīng)變不敏感觸覺感知和紋理識別 2023-03-03
- 大工王華楠教授團隊 AFM：仿生設(shè)計4D打印多步響應(yīng)Janus血管支架 2024-09-06
- 川大王云兵教授團隊 Nat. Commun.：血管支架新方向-基于重組人源化膠原蛋白的無藥物涂層血管支架促進血管組織原位再生修復 2024-02-06
- 四川大學王云兵教授團隊《Adv. Mater.》：用于心血管疾病治療的創(chuàng)新生物材料和器械 2022-06-08
- 華東理工劉潤輝教授課題組《Nat. Commun.》：一步法普適性水凝膠功能化新策略 2021-11-04
