据介绍,目前我国冠心病患者超过1100万人,下肢动脉疾病患者超过4500万人,相当一部分病人需要接受血管置换(搭桥)治疗,对于小口径人工血管的需求巨大。此外,目前我国血液偷析患者已超过69万人。人工血管用于终末期肾病患者血液偷析通路的建立,对于延长患者生存期具有重要作用。
但目前并没有成功应用于临床的小口径人工血管。公开资料显示,全球范围内仅有2款小口径人工血管进入临床试验阶段。
“由于材料自身的血液相容新能不佳,当与血液接触后会引发不同程度的凝血和血栓形成,造成血管闭塞。”赵强解释,此外,这些合成材料无法支持内皮细胞的黏附和生长,人工血管植入体内后不能实现内皮化,导致血管再狭窄,小口径人工血管的长期通畅率无法保证。
因此,小口径人工血管也一直是心血管植介入器械领域最具挑战的研究方向之一,也是制约我国创新医疗器械发展的关键难题之一。
可释放一氧化氮的新型生物复合人工血管
目前人工血管的研究方向主要包括血管材料的创新研究和血管再生机制研究。
其中血管材料方面的研究包括:新材料开发应用、3D打印等新型血管制备技术,以及材料表面功能化修饰等;血管再生机制方面的研究包括:研究参与血管组织再生的细胞来源、内源新血管干细胞对组织再生的贡献,以及如何通过调控免疫反应有导组织再生等。
为了突破小口径人工血管的瓶颈,赵强课题组将血管再生机制研究与新型血管材料设计开发有机结合,形成了一个全链条的研究。
“正在进行研发的小口径人工血管主要包括两类,一类是生物型,也就是经过TUO细胞处理的人(动物)源血管;另一类是由可降解高分子材料制备的人工血管。”赵强介绍,“特别是近年来,动物(猪)来源的天然血管由于其来源广泛,并具有与人血管类似的尺寸,受到了广泛关注。其可经过去细胞化处理消除免疫原新,并保留良好的细胞外基质成分和结构。”