小口徑血管材料結構設計與組織再生

《小口徑血管材料結構設計與組織再生》是依託南開大學，由孔德領擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：小口徑血管材料結構設計與組織再生
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：孔德領
• 依託單位：南開大學

中文摘要

在組織工程血管研究中支架材料的作用至關重要。支架材料為血管再生提供基質和環境，適宜的血管材料誘導血管內皮快速形成，隨著支架材料的降解，實現血管完全再生。血管是非常複雜的組織，解決小口徑血管材料的再狹窄問題，最有希望的突破口是血管支架材料的設計。本項目以血管材料結構設計為研究內容，合成具有磷醯膽鹼（MPC）基團的活性高分子，解決血管材料的凝血問題。設計最適於血管再生的物理結構，複合生物因子CD31抗體和生長因子VEGF等，使材料在體內吸引和捕捉內皮細胞，誘導血管內皮快速形成。將新型多肽高分子用於血管材料研究，系統評價這一類新材料加工和力學性能、生物相容性、生物降解和血管再生性。利用一氧化氮（NO）對血管功能的重要調節作用，嘗試將NO供體化合物複合到血管材料中，實現NO控制釋放，促進血管再生。通過本項目，系統研究材料因素對血管細胞黏附、生長、遷移和血管再生與血管功能的作用機制和規律。

結題摘要

小口徑血管材料的再狹窄是世界性難題，至今沒有小口徑血管材料用於臨床治療。在本項目的資助下，課題組建設了交叉研究團隊和平台，開展了新型可降解高分子合成、人工血管結構設計與加工、NO釋放材料、內皮幹細胞捕捉、生長因子/抗體/基因等功能修飾、血管材料體內外功能評價等研究。建立和發展了多種先進方法和技術，獲得了性能良好的血管材料。 發明了靜電紡絲製備血管支架的裝置，獲得授權發明專利。採用電噴和電紡相結合的技術製備大孔徑靜電紡絲PCL支架材料，改善了細胞向支架內部的遷移。發展了多種人工血管功能修飾的新技術，包括兩親性蛋白HFBI在PCL纖維表面自組裝，進而實現對抗體和生長因子等活性分子的固定。利用環糊精與金剛烷分子之間的主客體自組裝原理，實現了對支架材料表面進行多種功能分子的比例和空間分布可控和模組化接枝固定。首次合成了一種攜帶RGD多肽，並且可以在PCL纖維表面自組裝塗層的兩親性分子Nap-FFGRGD，實現了對疏水PCL人工血管的快速RGD功能修飾，獲得了性能優良的RGD修飾人工血管。通過對NO供體分子的化學修飾，穩定了NO供體分子，實現了半乳糖苷酶催化控制的NO釋放，解決了NO釋放材料的突釋和壽命短的問題。採用基因重組技術製備了VEGF、VE-Cadherin胞外域與IgG的Fc片段的融合蛋白VEGF-Fc和VE-Cad-Fc，首次用於構建血管材料的細胞外基質，實現了支架材料和細胞基質對血管內皮細胞和血管新生的誘導和調控。 基本實現了既定的研究目標，比較清楚地認識了血管材料的結構、組成、細胞外基質、生物活性分子等對血管內皮化、血管再生的影響和規律；通過血管材料結構設計和複合細胞外基質、活性因子等，獲得了具有組織誘導性，可促進血管再生的支架材料。 通過本項目的實施發展了一支從事人工血管研究的多學科交叉團隊，培養了30餘名博士和碩士研究生。發表了20餘篇SCI收錄論文，影響因子大於5的6篇（J Am Chem Soc 1篇；Biomaterials 3篇；Chem Commun 1篇；Biomacromolecules 1篇）。此外還發表Tissue Eng 1篇；J Biomed Mater Res 3篇。論文被SCI他引次數為36。申請發明專利3件，均獲得授權。獲得天津市自然科學二等獎1項。承辦和組織了多個學術會議，廣泛開展了國際和國內科研合作，取得多項合作成果。