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西南交通大学黄楠教授、杨志禄副教授团队在构建心血管支架仿生表面的方面取得新进展
2019-04-10 来源:中国流变网    点击次数:87次    

  心血管疾病是导致人类死亡的主因之一,而支架植入是解决心血管狭窄的重要手段。然而目前临床使用的裸金属支架和药物洗脱支架无法充分克服再狭窄和晚期血栓等问题。虽然近些年新开发的接枝生物活性分子策略赋予了心血管支架表面特殊的功能(如抗凝血、抑制平滑肌增殖和促进内皮化等),然而接枝的分子由于过于单一或者分子间缺乏生理途径上的协同性,并未能充分解决目前临床支架所面临的问题,其真实疗效有待提高。因此发展一种具有分子间协同,并且同时实现抗凝血、抑制平滑肌和促进内皮化的仿生涂层成为这一领域亟待解决的问题。

  近来,西南交通大学材料学院黄楠教授、杨志禄副教授团队,通过化学气相沉积技术在316L SS上构建了富氨基的等离子聚烯丙胺薄膜,利用酰胺缩合原理顺序接枝了活性肝素和可以利用内源性供体实现原位催化释放一氧化氮的硒代胱胺。该团队通过该接枝策略在支架表面巧妙地整合了肝素和一氧化氮两种活性分子在凝血途径、平滑肌表型调控和内皮增殖生理途径上的协同作用,赋予了心血管支架表面优异的抗血栓、抑制平滑肌和促进内皮增殖的功能。

图1,在心血管支架表面顺序接枝肝素和硒代胱胺,利用肝素的活性和硒代胱胺催化释放出的一氧化氮的生理特性,实现协同抗凝、抑制平滑肌和促进内皮化。

  研究结果表明,肝素和一氧化氮分别通过抑制Ⅹ因子和血小板激活而实现协同作用,赋予了表面优异的抗凝血性能;一氧化氮使平滑肌细胞的cGMP水平升高,肝素也使α-SMA和SMMHC蛋白水平的提高,使平滑肌处于收缩表型,因此协同实现了对平滑肌的抑制;最后,肝素和一氧化氮为支架表面提供的良好仿生微环境,促进了内皮细胞的再生。本研究利用氨基化基底顺序接枝肝素和硒代胱胺的协同化改性策略实现了心血管支架的抗血栓、抑制再狭窄和促进内皮化的良好结果。心血管支架表面协同改性策略具有克服支架临床问题的巨大潜力。

图2,316L SS支架和协同改性支架(Hep/SeCA)在新西兰大白兔体内植入的(A-i)一周内皮化结果(激光共聚焦表征)及(A-ii)其CD31荧光相对强度,(B)一个月基三个月后支架表面再内皮化(SEM表征)及其(C-i)横截面组织切片和(C-ii)新生内膜面积与(C-iii)新生内膜狭窄率。

  相关研究成果以“Biomimetic engineering endothelium-like coating on cardiovascular stent through heparin and nitric oxide-generating compound synergistic modification strategy” 为题在线发表在生物材料领域知名期刊Biomaterials(2019,DOI:10.1016/j.biomaterials.2019.03.033)上。杨志禄副教授黄楠教授为论文通讯作者;2016级博士邱华与2012级博士齐鹏凯为该论文共同第一作者;西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室/材料科学与工程学院为论文第一通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金-面上项目(31570957),四川省杰出青年基金(2016JQ0027),“十三五”国家重点研发计划项目(2017YFB0702504),四川科技计划项目(2018HH0025),中央高校基本科研专项资金(2682018ZT23)等项目的大力支持。

  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.03.033

 
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