ePTFE带瓣外管道原位内皮化和瓣膜生物力学特性实验研究

ePTFE valved conduit has superiority in not easy to decline when compared to bioprosthetic valved conduit.However, in situ endothelization on the surface of conduit is the biggest defect which increase the risk of thrombosis and stenosis. In vitro experiments showed that heparin／collagen-REDV peptides modified ePTFE material can increase endothelial cell adherent and prevent platelet adsorption, but for pulsating blood flow, the degree of endothelization and anticoagulant effect of modified ePTFE valved conduit is unknow.This study is propsed to: 1.Modified ePTFE valved conduit with heparin/collagen multilayers and REDV peptides by using layer by layer self- assembly technology; 2.Establish porcine cardiopulmonary bypass model,and transplant three kinds of valved conduit ,including unmodified ePTFE valved conduit ,modified ePTFE valved conduit and bovine jugular vein valved conduit.3.The hemodynamic effects of the three groups were evaluated，and the hemocompatibility and biocompatibility of the three groups were compared with the degree of endothelization, platelet adhesion and valve mechanical characteristic.This study is expected to invent a new valved conduit with the advantage in high degree of endothelization,good anticoagulant effect, which can break the dilemma of deficiency of excellent prosthetic valve ,optimize the valve size and reduce the re-interwention rate of replaced valve.

ePTFE带瓣外管道相比于生物外管道显示出低衰败的优势，然而不易内皮化是其最大的缺陷，从而增加了血栓和狭窄的风险。应用肝素／胶原蛋白-REDV多肽修饰ePTFE材料，体外实验成功增加了内皮细胞的粘附以及阻抗血小板的吸附，但是对于搏动血流中内皮细胞的吸附能力及抗凝效果仍未可知。本研究拟进行:1.肝素／胶原蛋白-REDV多肽修饰ePTFE带瓣外管道;2.建立猪体外循环模型分别植入未修饰ePTFE带瓣外管道，修饰后的ePTFE带瓣外管道和牛颈静脉带瓣外管道。3.评价三组带瓣外管道的血流动力学效果，并从内皮化程度、血小板粘附程度、瓣膜力学测试等方面比较三组外管道的血液相容性及生物相容性及瓣膜力学特性。本研究旨在研制出一种内皮化程度高、抗凝效果好、不易衰败的新型带瓣外管道，以期打破国内高性能人工瓣膜匮乏的现状，优化瓣膜尺寸，降低瓣膜再置换率。

膨体聚四氟乙烯（ePTFE）作为一种常见的心血管植入物，植入体内后由于凝血系统的激活、内皮细胞屏障的缺失等原因，容易发生植入部位的梗阻，从而导致材料的衰败。为改善上述问题，缩小ePTFE与人体自身血管的差异，本研究采用层层自组装技术将抗凝物质肝素及细胞外基质成分之一的胶原蛋白构成复合涂层，同时接枝能特异性吸附内皮细胞及内皮祖细胞的REDV多肽，从而成功在ePTFE表面构建肝素/胶原蛋白-REDV活性界面。体外物理实验和细胞实验证实该方法修饰ePTFE可提高该材料的亲水性、力学特性、以及选择性内皮细胞吸附能力。将修饰后的ePTFE植入新西兰兔的右心室流出道发现修饰后发现材料表面及内部孔径内均无血栓，且有内皮细胞覆盖，而未修饰的ePTFE表面有大量的血栓且无内皮细胞覆盖盖。对于材料接触部位的组织进行病理分析及分子分析发现修饰后材料能降低与材料接触组织的异物反应。对实验兔的全身器官功能检测发现，该修饰后材料的植入对全身无明显的毒副作用。另外，本研究优化ePTFE支架瓣膜的缝制技术以降低瓣叶撕裂以及瓣周漏发生率，并对缝制的瓣膜进行体外测试评估其性能，在取得较好的测试结果基础上将该支架瓣膜植入大白猪的肺动脉，研究结果提示植入动物体内ePTFE支架瓣膜有良好的血流动力学、生物相容性、抗钙化能力。因此，本研究证实了肝素/胶原蛋白-REDV修饰ePTFE可提高ePTFE的抗血栓能力，并能降低局部组织异物反应，有望避免术后抗血栓药物的使用，并能延缓植入材料的衰败。本研究成功设计并制作出ePTFE支架瓣膜，打破了国内高分子材料支架瓣膜的空白，有望促进儿童实现经皮肺动脉植入术的普及，从而取代开胸、体外循环等高危手术。