心血管疾病(CVD)是人類死亡的主要原因,約占每年死亡總數(shù)的1/3。當(dāng)存在缺血性心臟病、外周動脈疾病等心臟血管疾病時(shí),機(jī)體血管供血困難,需要對受損血管進(jìn)行修復(fù)、置換或搭橋等手術(shù)干預(yù)。來源于患者的自體移植物,如:隱靜脈、乳腺內(nèi)動脈和橈動脈,因其免疫排斥風(fēng)險(xiǎn)低、通暢率高而被認(rèn)為是血管移植物的金標(biāo)準(zhǔn)。然而,自體移植物存在局限性,包括繼發(fā)性創(chuàng)傷、疼痛、感染和供體部位愈合緩慢,這些問題阻礙了它們的廣泛臨床應(yīng)用。因此,開發(fā)能夠模仿天然血管功能的人工血管,恢復(fù)血管周圍的血流或替代受損血管等策略,具有重要的臨床意義。
2024年10月12日,蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實(shí)驗(yàn)室李剛教授、牛津大學(xué)陳凱麗博士合作在國際學(xué)術(shù)期刊《Journal of Materials Science & Technology》上發(fā)表題為“Advances in artificial blood vessels: Exploring materials, preparation, and functionality”綜述文章(DOI: 10.1016/j.jmst.2024.09.029)。蘇州大學(xué)碩士研究生王鋒為第一作者,蘇州大學(xué)李剛教授和帝國理工大學(xué)博士/牛津大學(xué)博士后研究員Kaili Chen為共同通訊作者,合作作者還包括梁夢迪、張蓓、李威強(qiáng)以及蘇州大學(xué)附屬第四醫(yī)院張喜成主任和黃獻(xiàn)琛主任。該工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、科技部國際合作和江蘇省科技廳國際合作等項(xiàng)目的支持。
圖1 人工血管制備過程中的材料技術(shù)選擇、性能要求以及功能化策略
圖2 (A) 作用于血管的生物力學(xué):(a) 生理參數(shù),(b) 生理力,(c) 應(yīng)力,(d) 關(guān)系;(B) 用于不同血管移植物力學(xué)測試的夾具:(a) 縱向拉伸強(qiáng)度,(b) 徑向拉伸強(qiáng)度,(c) 爆破強(qiáng)度,(d) 縫合保持強(qiáng)度,(e) 壓縮與恢復(fù)性能,(f) 扭轉(zhuǎn)性能;(C) 在拉伸力學(xué)測試中使用的樣品形狀:(a) 矩形,(b) 狗骨形,(c) 環(huán)形;(D) 天然血管與人工血管的結(jié)構(gòu)及其對應(yīng)的徑向順應(yīng)性不匹配;(E) 順應(yīng)性對遠(yuǎn)端吻合部流動模式和壁面剪切應(yīng)力的影響。
圖3 NO在調(diào)節(jié)內(nèi)皮化和血栓形成中發(fā)揮關(guān)鍵作用:(A) NO能夠催化NO供體的釋放,并在血管生成中發(fā)揮作用;(B-C) NO可顯著促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的生長以及抑制平滑肌細(xì)胞的過度增殖
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.09.029
文章第一/通訊作者簡介:
王鋒:蘇州大學(xué)碩士研究生,研究方向是絲蛋白生物材料和人工血管材料的研究。
Kaili Chen,英國帝國理工大學(xué)博士,牛津大學(xué)博士后,研究方向涵蓋基于納米材料的生物傳感器用于早期疾病診斷、纖維基生物醫(yī)用材料以及柔性可穿戴傳感器在未來大健康領(lǐng)域的應(yīng)用。
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