南开新闻网讯(记者吴军辉 通讯员 张博)人工血管支架现已广泛应用于血管重建等重大外科手术之中。但常用材料——聚己内酯(polycaprolactam,简称PCL)制备的人工血管支架却因其生物惰性高、细胞生长慢而极大影响了临床效果。日前，南开大学生命科学学院乔明强教授与孔德领教授联合科研团队利用真菌疏水蛋白融合蛋白修饰组织工程材料PCL支架，很好地促进了人工血管支架的细胞化和血管化。
人体中的组织或器官都是由细胞组成的，细胞的存活和功能的行使需要毛细血管网供给氧气和营养物质。当人工植入一个支架材料进入体内修复受损器官或组织时，同样需要在支架内形成毛细血管网，来给再生组织供给氧气与营养。因此，支架材料的血管化是该研究领域不可逾越的重要科学问题。
PCL是一类生物工程学中最常用的可降解强疏水性高分子聚合物，因其具有优越的力学性能，良好的生物相容性，可生物降解性和可加工性，而广泛应用于人工血管材料的制备，并获得美国FDA(食品与药品管理总署)的批准。但该材料制备的血管支架生物惰性很高，细胞生长慢，不利于快速血管化。南开大学团队围绕PCL人工血管支架(简称PCL支架)功能化修饰展开研究，以改进其性能。
人体中的血管主要是由内皮细胞和平滑肌细胞组成的，当人工血管植入体内后，理想状态是——人工血管能够诱导和促进内皮细胞和平滑肌细胞的再生，形成类似于天然血管的组织。
“通俗来讲，PCL人工血管的生物惰性好比是一块贫瘠的土壤，而内皮细胞和平滑肌细胞好比是土壤上生长的植物。植物很难在贫瘠的土地上生长，同样生物惰性的PCL不能有效的促进内皮细胞和平滑肌细胞的生长。”团队成员王凯介绍，在临床应用中，PCL的生物惰性不能促进快速内皮化，易造成急性血栓和内膜增生进而导致血管移植失败。
为改善PCL支架生物惰性同时加快支架内血管生成速度，该联合科研团队通过基因融合技术将血管内皮生长因子VEGF和真菌疏水蛋白HGFI进行了融合并将其“组装”到了PCL支架上。功能化修饰后的体内外研究结果证实融合蛋白VEGF-HGFI不仅可以通过自组装稳定吸附在PCL支架表面，提高支架浸润性，降低材料生物惰性，同时具备VEGF生物因子活性，可有效促进内皮化细胞增殖和支架内新生血管生成。
“我们的这项研究可以使人工血管在临床应用中实现快速内皮化，提供血管移植的通畅率，将给患者带来更好的治疗效果。同时，目前的人工血管主要依赖国外进口，价格较贵。如果融合蛋白VEGF-HGFI修饰的电纺PCL血管支架材料通过临床试验的检验，实现人工血管材料的国产化，将能够大大降低人工血管的价格，造福于民。”王凯说。
介绍此项研究工作的论文——《Functional Modification of Fibrous PCL Scaffolds with Fusion Protein VEGF-HGFI Enhanced Cellularization and Vascularization》7月8日在线发表于《Advanced Healthcare Materials》。乔明强教授实验室赵立强博士和孔德领教授实验室马邵阳硕士为该论文并列第一作者，乔明强老师和王恺老师为该论文共同通讯作者，南开大学为论文的通讯单位。
据了解，此项研究分别得到了乔明强教授和孔德领教授主持的国家自然科学基金委项目、天津市科技支撑等项目以及王恺老师博士后基金项目的资助。
论文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201600226/pdf
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