国家纳米中心查瑞涛、北地周风山和南科大蒋兴宇等 Biomaterials：红细胞膜助力小口径人工血管实现血管再生

2023-04-19 来源：高分子科技

面对动脉的精细结构和复杂的血液环境，现有的小口径人工血管（内径小于6毫米）往往存在血栓易形成和血管再生性差的弊端。虽然小口径人工血管的功能化在一定程度上提高了其生物活性，但是难以同时实现多功能改性，从而提高其通畅性。

为解决以上问题，国家纳米科学中心查瑞涛、解放军总医院张林、中国地质大学周风山、阜外医院张岩和南方科技大学蒋兴宇合作利用红细胞膜（Rm）改性生物材料的便捷性和Rm的多功能性（含有丰富的蛋白质、磷脂和糖蛋白等）快速地制备了Rm功能化的聚（ε-己内酯）/聚（D-赖氨酸）（Rm@PCL/PDL）纳米纤维管（图1），实现了Rm@PCL/PDL纳米纤维管的多功能性。

图1 Rm@PCL/PDL纳米纤维管的制备

Rm实现了快速且均匀地包覆到PCL/PDL纳米纤维表面，且很好地保留着组分的完整性（图2）。

图2 Rm@PCL/PDL上包覆的Rm的表征

Rm同时赋予了Rm@PCL/PDL优异的抗血栓形成性、好的抗炎性和优异的细胞相容性，能够有效地抑制纤维蛋白原的吸附、血小板的粘附和巨噬细胞的粘附，诱导巨噬细胞向M2表型转变，没有影响到内皮细胞的粘附和增殖。

Rm提高了Rm@PCL/PDL纳米纤维管的通畅性，促进了血管再生。兔子的颈动脉移植21天后，超声多普勒图像显示Rm@PCL/PDL纳米纤维管的血流速度和内径与兔子的颈动脉无显著性差异（图3），组织切片结果显示Rm@PCL/PDL纳米纤维管促进了内皮细胞招募、收缩性平滑肌细胞层的再生（图4）和纤维蛋白（胶原蛋白和弹性蛋白）的再生（图5），并且能够招募抗炎M2型巨噬细胞，进一步促进血管再生。

图3 Rm@PCL/PDL纳米纤维管兔子颈动脉移植后的通畅性

图4 Rm@PCL/PDL纳米纤维管兔子颈动脉移植后的内皮细胞和平滑肌细胞的招募

图5 Rm@PCL/PDL纳米纤维管兔子颈动脉移植后的纤维蛋白（胶原蛋白和弹力蛋白）和巨噬细胞的招募

以上研究工作近期以“Red blood cell membrane-functionalized Nanofibrous tubes for small-diameter vascular grafts”为题发表在Biomaterials上。该研究工作的第一作者为国家纳米科学中心和中国地质大学（北京）联合培养博士研究生张春亮，通讯作者为国家纳米科学中心查瑞涛、中国人民解放军总医院张林、中国地质大学（北京）周风山、中国医学科学院阜外医院张岩和南方科技大学蒋兴宇。该工作得到国家自然科学基金（32171397、21875050、82172099、32071390和81730051）等的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2023.122124

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（责任编辑：xu）

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