交联机械生长因子的小口径聚己内酯和丝素混纺纳米人工血管在血管原位再生中的研究

Vascular transplantation is currently cardio-cerebrovascular disease treatment, but autologous vascular exist various defects, and artificial blood vessel made by the clinical application materials with small artificial vascular have high thrombosis rate. Currently, the vascular grafts made by using polymers have poor endothelialization and long-term patency. Therefore, there is urgent need to make novel small-diameter vascular grafts by using tissue engineering approach. Previously, we found that endogenous adult stem cells can be recruited for endothelial and smooth muscle regeneration by conjugation of bioactive facotrs. However, the integration into host, cell infiltration and stem cell recruitment remain to be improved. In this study, we propose to utilize PCL and silk fibroin to make nanofibrous vascular grafts. The tunable degradation rate of silk fibroin could be used to improve the cell infiltration and integration into host. Moreover, we identified MGF as a potent factor to recruit both EPCs and SMPCs. Overall, we will conjugate MGF into small-diameter vascualr grafts and evaluate the therapeutic effect in animal model.Small-diameter nanofiber vascular graft modified with cytokine, will provide an new way for future clinical applications.

血管移植是目前心脑血管病的治疗方法，但自体血管存在各种缺陷，使用当前临床应用人造血管材料制作小口径人造血管血栓形成率高。而采用高分子聚合物等材料制作的人工血管，内皮化效果差，长期通畅率低。因此，迫切的需要从组织工程领域寻求新的解决办法。我们以往的研究发现，通过活性因子修饰人工血管，可以吸引内源性干细胞参与内皮层和平滑肌层的修复。然而，这种人工血管仍然存在细胞侵润率低，与机体整合度差，对干细胞吸引的效率不够高等缺陷。因此，本研究计划采用PCL和丝素蛋白混合电纺的办法，利用丝素蛋白可控的降解速率来提高细胞侵润；同时我们最近发现机械生长因子可以强力吸引内皮祖细胞和平滑肌祖细胞趋化归巢现象，计划将MGF与小口径人工血管进行交联以吸引内源性成体干细胞参与修复，并采用动物模型对其修复效果进行评价。应用纳米技术从新的材料和细胞因子角度制作小口径人工血管，将为今后临床应用提供必要的研究基础。

在本研究中我们阐述了采用静电纺丝技术，应用高分子聚合材料丝素/PCL，一步法即可获得的具有生物活性、人工合成、可降解并具有细胞外基质特性的组织工程血管支架。同时将这一新型支架移植于动物体内，通过研究发现其具有原为血管重建的功能。采用静电纺丝技术制备的组织工程小口径血管支架的纤维宽度及空隙达到纳米材料级别。丝素/PCL的抗拉性和延展性明显优于单纯PLLA和自体血管，是较为理想的生物材料。丝素/PCL支架的最大受力显著优于PLLA材料，但较自体血管小。通过体内、体外实验研究生物活性组织工程血管支架内皮化效率和机制。1. 体外试验MGF可有效吸引内皮细胞的迁移，证明MGF可诱导血管内皮细胞迁移。2. 肝素－MGF交联组的组织工程血管（TEVG）可有效的全程吸引内皮祖细胞（EPCs），在4周内即有效全程内皮化。3.通过体外实验发现一种Sox10+/Sox17+/CD34-的具有平滑肌祖细胞特性的干细胞。4.体内外实验证实肝素－MGF交联的TEVG具有强大的平滑肌祖细胞吸引功能，并刺激平滑肌祖细胞向平滑肌细胞方向分化、增殖，表达相关蛋白产物。