近期，重慶大學生物工程學院王貴學教授和尹鐵英副教授期刊Bioactive Materials上發表研究性文章：3D列印生物可吸收血管支架的兩段式降解及促進功能性新生內膜的特性。

該研究針對生物可吸收血管支架在體降解特徵與血管生物力學微環境動態變化和血管組織之間的相互作用問題，研究其促進功能性新生內膜修復的機制。發現的支架兩段式降解特性，有力地證明了生物可吸收血管支架的優勢，也提示針對該特性設計的組合藥物塗層可造福更多的心腦血管疾病患者。

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論文連結：

https：//doi。org/10。1016/j。bioactmat。2021。08。020

新一代生物可吸收支架

研究揭示了3D列印聚乳酸生物可吸收血管支架在植入大鼠體內後的降解分為兩個迥異的階段，相較於金屬裸支架，在恢復血管功能的同時，內膜增生較低。研究發現，植入後6個月之前透過增強內皮細胞黏附、內皮緊密連線恢復促進了血管內膜修復；植入6個月之後，降解顯著，內膜增生降低，血流動力學逐漸恢復，彈性纖維表達增強。基於此，研究團隊提出3D列印聚乳酸生物可吸收血管支架具有“Two-Stage”降解特性（圖1）。

圖1。PLS 植入後指定時間點的實驗和相應時間點的重要事件。

聚乳酸生物可吸收血管支架植入後新生內膜的屏障功能恢復迅速

聚乳酸生物可吸收血管支架植入SD大鼠腹主動脈後，新生內膜在1個月時即表現出良好的屏障功能，顯著高於對照金屬支架。免疫熒光染色也提示血管內膜緊密連線蛋白在聚乳酸生物可吸收血管支架植入後表達量逐漸增加，表明以內膜屏障功能為代表的血管內膜功能逐漸恢復（圖2）。

圖 2。 PLS * 植入後新內膜內皮屏障功能的再內皮化和恢復。

聚乳酸生物可吸收血管支架植入6個月後降解顯著

聚乳酸生物可吸收血管支架植入大鼠腹主動脈6個月後，支架絲的降解顯著，伴隨著支架的顯著降解，支架段及其近、遠心端力學環境發生顯著改變。特別是在12個月時近、遠心端膠原等ECM的沉積產生顯著差異，進一步佐證了血管組織對降解引起的力學環境動態變化有顯著的響應，同時也對支架的降解產生影響，而使支架遠心端的降解明顯強於近心端（圖3）。

圖 3。 植入後 PLS 的體內降解。

聚乳酸生物可吸收血管支架降解吸收後對血管壁的力學刺激逐漸降低

聚乳酸生物可吸收血管支架降解引起的力學效能變化，是其功能發揮的關鍵。我們以血管區域性力生長因子（表達量與力學刺激強度呈正相關）表達量的動態變化來反應由支架降解產生的力學微環境變化。隨著支架的降解，力生長因子隨時間延長其表達量下調，表明支架對血管壁的力學刺激逐漸下降，有利於內皮的修復和抑制內膜的增生（圖4）。

圖 4。 血管對 PLS 降解的機械反應。

聚乳酸生物可吸收血管支架逐漸降解吸收後的血管正性重構

聚乳酸生物可吸收血管支架的降解，可消除植入物對血管壁的刺激，從而使血管發生正性重構，血管的彈性和舒縮功能逐漸恢復。我們的結果顯示，支架植入會刺激膠原增生，同時伴隨彈性纖維的減少。但是6個月後，管壁的膠原減少，彈性纖維增加，到12個月時，血管中膜的胞外基質成分可恢復到植入前水平，預示著血管良好的正性重構，彈性和舒縮功能恢復（圖5）。

圖 5。PLS 植入後腹主動脈的血管 ECM 反應。

因此，該研究表明，在大鼠腹主動脈內3D列印生物可吸收支架具有比金屬支架更快速的功能性內皮修復和血管正性重構，輔以個性化的複合藥物塗層設計，結合生物可吸收支架的重複介入治療和與磁共振檢查相容等優勢，相信新一代的生物可吸收支架能夠使更多的患者獲益。

注：PLS ： poly-l-actide vascular scaffolds，聚乳酸血管支架。

l 作者資訊

第一作者/通訊作者：尹鐵英

博士，重慶大學生物工程學院副教授，博士生導師。

通訊作者：王亞洲

中美聯合培養博士，教授/博導，重慶大學醫學院副院長。

通訊作者：王貴學

博士，教授/博導。連續3年（2019-2021）入選愛思唯爾中國高被引學者和全球頂尖前10萬科學家榜單。

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