目前，心血管疾病是全球范圍內(nèi)導致死亡的首要原因。通過冠狀動脈搭橋術進行的心血管疾病治療，現(xiàn)有的小直徑(小于6毫米)組織工程血管(TEBV)尚未滿足臨床需求。

人造電子血管問世

日前，南方科技大學生物醫(yī)學工程系相關領域教授和中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院的相關領域研究者合作通過使用聚(L-丙交酯-co-ε-己內(nèi)酯)(PLC)來封裝液態(tài)金屬以制造柔性和可生物降解的電路，從而開發(fā)了一種電子血管。該研究成果發(fā)表在材料學旗艦期刊Matter上。

這種電子血管可以將柔性電子與三層血管細胞集成在一起，以模仿和超越自然血管。該電子血管通過電刺激可以有效促進傷口愈合模型中的細胞增殖和遷移，并可以通過電穿孔將基因可控地遞送到血管的特定部位。通過兔頸動脈置換模型的3個月體內(nèi)研究，作者評估了電子血管在血管系統(tǒng)中的功效和生物安全性，并通過超聲成像和動脈造影證實了其通暢性。該研究為將柔性、可降解生物電子學整合到血管系統(tǒng)中鋪平了道路，該系統(tǒng)可以用作進一步治療的平臺，例如基因療法、電刺激和電子控制的藥物釋放。

心血管是全球醫(yī)療器械第二大賽道。資料顯示，2018年，我國人造血管市場需求量為36.9萬條，同比增長10.15%。未來，中國心血管行業(yè)產(chǎn)值(2018年2.62億元)還會有一個不小的提升：預計到2026年中國人造血管市場需求量將達到59.9萬條。但目前，大多數(shù)研究中所用的方法僅將TEBV用作提供機械支持的支架，其主要依賴于宿主組織的重塑過程，而在幫助新血管再生方面存在明顯的局限性。具體而言，血流和TEBV之間復雜的相互作用通常會引起炎癥反應，從而導致血栓形成、新內(nèi)膜增生等問題。為此，新一代TEBV應該不僅能充當支架以提供機械支持，而且還能具備主動響應并與重塑過程相結(jié)合的能力，以便在植入后提供適應性治療。

人造電子血管問世 南科大學者登上權(quán)威期刊（圖源攝圖網(wǎng)）

南方科技大學的蔣興宇教授課題組聯(lián)合中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院張巖教授以聚四氟乙烯為軸，卷上基于PLC的金屬-聚合物導體(MPC)膜來制造電子血管。電子血管的內(nèi)徑約為2毫米，具有柔性和可降解性。MPC電路具有優(yōu)異的導電性，能很好地分布在三維多層管狀結(jié)構(gòu)中。研究發(fā)現(xiàn)，電子血管還具有優(yōu)異的細胞安全性，培養(yǎng)的三種血管細胞(人臍靜脈內(nèi)皮細胞、人主動脈平滑肌細胞、人主動脈成纖維細胞)均具有很好的活性。此外，團隊還構(gòu)建了3D的電功能模型，通過電化學工作站在體外進行電刺激內(nèi)皮細胞，促進其增殖遷移。同時，將三種血管細胞圖案化在電子血管上，構(gòu)建3D模型，通過電轉(zhuǎn)儀進行體外電轉(zhuǎn)GFP質(zhì)粒，培養(yǎng)兩天后觀測到質(zhì)粒的表達。

其中，團隊選擇了新西蘭兔作為動物模型，用電子血管代替了頸總動脈，并通過多普勒超聲成像和動脈造影監(jiān)測了植入的電子血管。據(jù)多普勒超聲成像顯示，植入后3個月，電子血管允許穩(wěn)定的血流通過，這也表明了電子血管出色的通暢性。將來，該電子血管可以與其他電子組件和設備集成在一起，以實現(xiàn)診斷和治療功能，并通過在血管組織-機器界面中建立直接連接來極大地增強個性化的醫(yī)學功能。

據(jù)透露，盡管這些電子血管在兔子身上顯示出了替代動脈的前景，但在這項技術準備用于人體試驗之前，還需要做更多的工作，包括在更大的兔子和其他動物群體中進行長期的安全性試驗。此外，為了適合長期植入，電子血管需要與比本研究中使用的電穿孔裝置更小的電子設備配對。

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