● 摘要
当今社会，心血管类相关疾病已经成为人类健康的一个严重威胁，采用血管移植物的血管重建手术则是治疗此类疾病的有效办法。在血管移植物中，大口径人造血管已经成功应用于临床，但目前的小口径人造血管还不能够满足临床需求，因此新型小口径人造血管的研究和开发显得尤为重要和迫切。本文主要围绕构建小口径人造血管开展实验研究，主要包括探索制备织物增强的管状支架的最佳条件，硫酸化丝素蛋白复合支架的生物相容性研究以及体外培养组织工程化血管的最佳生物反应器流型的探讨。
在制备织物增强的管状支架方面，本文采用在编织的丝素蛋白管状支架外面包被丝素蛋白（SF）和聚乙二醇二缩水甘油醚（PGDE）复合的海绵层制备管状支架。本文分别探讨了不同编织方式、不同丝素蛋白浓度、不同SF：PGDE的比例及单双海绵层对管状支架的水渗透性及轴向拉伸性能的影响。通过分析不同支架的水渗透性和轴向拉伸性能数据后确定最佳的编织方式为80/20，且海绵层的最佳制备方案为：丝素蛋白浓度为9%(w/v)，SF：PGDE的比例为1:1且海绵层为单层。所选择的支架具有良好的抗渗透性能，良好的拉伸性能以及良好的缝合强度，可进一步应用于动物实验的研究中。
在硫酸化丝素蛋白复合支架的生物相容性研究中，利用氯磺酸改性丝素蛋白制备了硫酸化丝素蛋白，然后在丝素蛋白编织支架中修饰硫酸化丝素蛋白海绵层制备了复合支架，用于血液相容性和细胞相容性方面的检测。体外血液相容性结果表明该支架可以抑制血小板的黏附和激活，并且可延长活化部分凝血活酶时间、凝血酶时间和凝血酶原时间。通过检测培养于该支架上的内皮细胞和平滑肌细胞的增殖、基因和蛋白的表达，发现该支架可以促进内皮细胞的黏附和增殖以及保持内皮细胞的细胞特性。同时，该支架还可以抑制平滑肌细胞的增殖以及诱导平滑肌细胞收缩基因的表达。以上结果表明，硫酸化丝素蛋白复合支架具有良好的血液相容性和细胞相容性，可以用于小口径血管支架的构建。
在探讨体外培养组织工程化血管的最佳生物反应器流型的研究中，利用自主研发的近生理脉动流反应器，对培养于硫酸化丝素蛋白支架上的内皮细胞分别施加10dyn/cm2的定常流以及平均剪切应力为10dyn/cm2、频率为1.25Hz的近生理脉动流和正弦脉动流。对内皮细胞加载不同流型剪切12和24小时后，检测内皮细胞的细胞形态、细胞骨架重排、纤粘连蛋白沉积、细胞存留量以及细胞凋亡情况，并以静态培养的内皮细胞作为对照。结果表明，内皮细胞对应不同流型和不同剪切时间有不同的变化。与定常流和正弦脉动流相比较，经过近生理脉动流作用后，内皮细胞具有较好的细胞存留量和较少的凋亡细胞。同时，经过近生理脉动流剪切后，内皮细胞取向排列更有规律，有更多的F-肌动蛋白微丝束分布在细胞外围和细胞质中以及有更厚、更致密和高度交联的纤粘连蛋白。以上结果表明，近生理脉动流比定常流和正弦脉动流更利于形成功能化的内皮层，这为以后构建组织工程化血管提供了科学依据。
本研究中制备的小口径人造血管力学性能优良，当将其与硫酸化丝素蛋白结合后，可具有良好的抗凝血性能和细胞相容性，有望用于动物实验的研究。另外，将本研究中制备的小口径人造血管接种细胞并在近生理脉动流条件下培养可构建组织工程化血管。