7月10日，科技日报记者获悉，天津大学化工学院董岸杰教授课题组联合中国医学科学院生物医学工程研究所黄平升副教授、王伟伟教授，以及天津市胸科医院党委书记郭志刚主任、赵丰主任团队，在抗凝血涂层、小口径人工血管等领域取得一系列重要进展。联合团队模仿天然血管的内膜层，以水凝胶为基本材料制备出了具有鹅卵石结构的抗凝血涂层的小口径人工血管，有效避免了人造血管壁血栓的形成，相关研究论文近日发表在国际期刊《Small》上。
抗凝血涂层可避免植入器械形成血栓
《中国心血管健康与疾病报告2021》显示，目前中国心血管疾病患病人数约有3.3亿人。而心血管疾病的治疗过程离不开植入/介入医疗器械的使用。然而，这些医疗器械与血液接触后往往会引起血小板黏附，最终导致器械表面血栓形成，从而影响治疗效果。
据介绍，天然血管的内膜层，由内皮细胞层及其周围的纵行弹性纤维与结缔组织构成，是最好的血液相容性表面。内膜层表面分布着沿血管长轴方向的亚微米尺度沟槽，沟槽表面有纳米级的包状突起。血管内膜层表面内皮糖萼保证了血管内表面光滑的结构，为血液流动提供了良好的动力学环境。
研究表明，模拟血管内膜层表面这一微米拓扑结构能够有效抑制血小板的黏附。“我们通过模拟血管内膜层结构，构建了一种工艺简单、性能优良的两性离子聚合物水凝胶涂层，具有类血管内膜层结构的极低摩擦系数和血液无扰的润滑表面。”天津大学化工学院博士李双阳介绍，他们通过这种凝胶涂层实现了血小板的“零黏附”。
联合团队将该水凝胶涂敷在体外循环管路内表面，对巴马猪进行体外循环实验，在体外循环后观察管路内部血小板黏附状况。结果表明，管路内无任何血小板黏附。由此可见，联合团队制备的水凝胶涂层能有效抑制外循环过程中血小板的黏附。这项在抗凝血涂层方面的研究为联合团队研发出小口径人工血管奠定了基础。
新型小口径人造血管力争血液成分“零黏附”
基于该水凝胶涂层，联合团队又研制了一种双层结构复合型水凝胶小口径人造血管。他们利用该水凝胶涂层为人造血管的内壁，使人造血管的管腔具有超亲水性，以及比天然血管内膜层表面更佳的超润滑性，使人造血管具有超强的抗蛋白黏附能力，力求达到血液成分“零黏附”，从而避免人造血管壁血栓的形成。
“我们利用氢键交联的大强度聚N-丙烯酰基甘氨酰胺水凝胶作为人造血管的外层，使人造血管具有很好的顺应性、机械性能和缝合强度，在使用过程中不易变形或扭折成角，针穿刺后不渗血。”李双阳介绍，另外，其微孔的尺寸小于细胞尺寸，能够避免炎症细胞的浸润，降低炎症反应，能够防止组织成纤维细胞和平滑肌细胞等的浸润，预防增生和狭窄，因而使人造血管具有良好的组织相容性。
该人造血管在巴马猪颈动脉置换9个月后仍能保持通畅，内径及血液流速无显著性变化，内表面无任何血栓形成，外层无炎症细胞浸润。
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