目錄1.人工血管研究背景及意義2.人工血管發展歷程3.人工血管要求及影響原因4.人工血管制備方法5.人工血管研究舉例6.總結及展望人工血管及組織工程專家講座第1頁人工血管研究背景及意義1.心血管疾病是世界三大殺手之一；2.外傷，動脈硬化和心腦血管疾病等原因引發血管損傷，單純藥品無法痊愈；3.本身血管極難成為移植替換血管：血管大小，自帶病癥，數量限制；4.同種異體或異種血管排異反應強烈；……經過人工伎倆構建血管是當前主要處理方法人工血管及組織工程專家講座第2頁人工血管發展歷史

195220世紀60年代197019781982維綸制成有通透性Voorhees非織物膨體聚四氟乙烯WilliamGore可吸收纖維組分復合壁血管Wesolow帶有網孔人造血管Voorhees，Blakemore，Jaretzki內皮細胞種植HerringePTFE、PU

機織針織20世紀——人工血管及組織工程專家講座第3頁人工血管發展歷程20世紀初，各國學者首先采取金屬、玻璃、聚乙烯、硅橡膠等材料制成管狀物；2.1952年Voorhees首先研究將維綸制成人造血管，改變以往人工血管管壁無通透性；3.1970年Mansifield等首次嘗試了種植內皮細胞試驗，為臨床內皮細胞種植開創了先河。人工血管研究大致經歷4個發展階段：生物組織型、合成型、生物混合型和組織工程型人工血管。人工血管及組織工程專家講座第4頁臨床應用人工血管滌綸與周圍組織反應較強，血小板凝集范圍大，抗血栓形成性較低，生物相容性差，炎性反應重，所以慣用作為大、中口徑動脈移植。（需預凝）膨體聚四氟乙烯人工血管使用前無須預凝，比其它血管含有更大抗血栓性，與周圍組織反應較輕，能承受壓力，血管通暢，能耐受重復穿刺，使用時間長，但順應性較差，通暢率較低。人工血管及組織工程專家講座第5頁臨床應用人工血管聚氨酯因為含有優良順應性、生物相容性以及一定抗凝血性，能夠大大降低新內膜增生，合理孔徑和孔隙率三維結構，能增強內皮細胞在支架上黏附、長入和鋪展，加速內皮細胞化。人工血管及組織工程專家講座第6頁內壁修飾

1.無活性內膜（碳）；2.1995年,Nojiri等制成包含三層結構、管徑為3mm人造血管,外層為滌綸(促使鄰近組織相互結合),中層為無孔聚胺基甲酸乙酯(形成光滑面),內層為甲基丙烯酸羥乙酯(水凝膠)和苯乙烯(預防血栓形成)；3.用蛋白質涂在管腔內壁,慣用者為白蛋白、明膠和膠原蛋白等；4.將肝素或尿激酶等抗凝劑,溶入人造血管內壁,以阻止術后血栓形成；（磺酸化，等離子體表面改性等）人工血管及組織工程專家講座第7頁人工血管要求及影響原因理想人造血管，應具備以下特點：①具備有良好組織相容性和血液相容性；②與宿主健康血管相近似動力學性能；③能與所替換血管愈合成一體，有血管內膜長入；④不易形成血栓，長久保持通暢；⑤不易發生退行性改變，性能穩定；⑥耐受血管內壓力，不易形成動脈瘤；⑦受壓后不易變形或扭折成角；⑧不引發異物反應或排斥反應；⑨抗感染；⑩縫合輕易，不易撕裂；?

能選擇不一樣口徑和長度。人工血管及組織工程專家講座第8頁血管組織工程傳統治療中主要應用合成材料比如滌綸等進行血管替換治療，因為術后栓塞，感染，鈣化等并發癥發生率較高，所以臨床治療效果并不理想。合成材料植入體內后不含有生長能力，不能滿足小兒患者生長發育要求，多數患者需要依據身體發育情況進行更換。小口徑人造血管（內徑≤6mm）研究因為其順應性及通暢性等多方面問題還未處理。血管組織工程是指利用血管壁正常細胞和可降解生物材料進行制備、重建和再生血管替換材料學科。人工血管及組織工程專家講座第9頁組織工程血管組成組織工程血管主要由血管支架和種子細胞組成，而且具備以下條件：①含有或模擬體內血管壁結構。②含有高度生物相容性，血栓以及免疫排斥反應發生率極低。③含有生物學特征。④含有力學特征。人工血管及組織工程專家講座第10頁用于構建血管組織工程血管支架材料血管組織工程支架材料要求與血液相容性好生物活性材料，不但含有生物活性，同時還要含有抗凝血和抗容血作用。分類詳細內容天然生物支架材料甲殼素、葡聚糖明膠、膠原蛋白、彈性蛋白、多聚氨基酸、多肽、透明質酸及其復合物等去細胞生物源性生物支架材料脫去細胞動脈，含有細胞抗原脂質體和可溶性黏多糖均被除去可降解高分子生物支架材料有聚乳酸及其共聚物、聚己內酯、聚羥基丁酸酯、膨體聚四氟乙烯和滌綸等。人工血管及組織工程專家講座第11頁用于構建血管組織工程種子細胞1.自體血管壁細胞自體血管壁細胞被認為是最正確種子細胞，能夠防止內皮細胞強烈同種異體抗原性。因為受到起源匱乏，體外擴增老化率高、取材含有侵入性損傷取材部位，以及病患或老年人細胞質量低等限制，臨床無法廣泛應用。人工血管及組織工程專家講座第12頁用于構建血管組織工程種子細胞胚胎干細胞是一個多能干細胞，分布在囊胚內細胞團中，含有體外定向誘導分化功效。2.胚胎干細胞當前可獲取胚胎干細胞數量較少，體外培養輕易分化失去活性，而且作為異體細胞，在移植中輕易發生免疫排斥反應。人工血管及組織工程專家講座第13頁用于構建血管組織工程種子細胞我是因為等不及胚胎干細胞死，你呢？我就是那個胚胎。違反倫理由體細胞誘導而成干細胞，含有和胚胎干細胞類似發育多潛能性。人工血管及組織工程專家講座第14頁用于構建血管組織工程種子細胞骨髓間充質干細胞年，Oswald等發覺骨髓間充質干細胞能夠轉化為血管內皮細胞，而且含有上皮細胞特異性表現，體外培養能夠形成毛細血管樣結構。隨即，Pittenger等證實了骨髓間充質干細胞不但含有分化成血管平滑肌細胞，并參加平滑肌細胞重建。人工血管及組織工程專家講座第15頁構建組織工程化血管方法1.全生物化組織工程血管將天然血管經過特殊處理將實質細胞去除,保留相對完整細胞外骨架結構，是良好組織工程血管支架材料。2.非血管細胞組織工程化血管1993年Langer等將大鼠自體背筋膜纏繞于硅膠棒后植入大鼠大腿中部皮下培養4周后分離硅膠棒，制成纖維膠原管經抗凝血處理后接入股動脈，術后移植管通暢。3.可吸收材料支架組織工程血管人工血管及組織工程專家講座第16頁表面孔徑大小FunctionalPolymerScaffoldsforBloodVesselTissueEngineeringScaffoldporesizeplaysacriticalroleintheinfiltrationofthecellsintothestructure.NazelyDiban,DimitriosF.Stamatialis*Macromol.Symp.

,309/310,93–98SMCpreferentiallyattachtoporesizesbetween38–150mm.Incontrast,microvascularECformaconnectedmulticellularliningonscaffoldswithpores<38mm.人工血管及組織工程專家講座第17頁表面成份和修飾ZuweiMa,MasayaKotakietal.Biomaterials,,26,2527–2536HeyunWANG,JintangGUOetal.Front.Chem.Sci.Eng.,5(3):392-400PU;crosslinkedgelatinscaffold;crosslinkedgelatin-heparinscaffold(heparin,1wt-%)人工血管及組織工程專家講座第18頁基體本身帶電性質Inordertoobtaincellresistedtoashearstress,anewculturesurfacemodificationbasedonpolyelectrolyteadsorptionwasdeveloped[25].Thismethodshowedendothelialcelladhesiononpolyelectrolytemultilayertreatedglasses[26]andePTFE[27].Wehadseededhumanumbilicalveinendothelialcellsonthepolyelectrolytemultilayerluminalsurfacearteriesandobservedendothelialcellmorphologyclosetothoseobservedinnativearteries[23].內壁性質:普通認為,攜負電荷內壁可抑制血小板附著,但對一樣攜負電荷EC卻有排斥作用。PatrickMenu,Jean-Fran?oisStoltzetal.Bio-MedicalMaterialsandEngineering,,22,17-20人工血管及組織工程專家講座第19頁細胞形態VascularMechanobiology:EndothelialCellResponsestoFluidShearStressJojiAndo,MD;KimikoYamamoto,MD.CirculationJournal,

,73,1983-1992Endothelialcells(ECs)liningbloodvesselwallsrespondtoshearstress,afluidmechanicalforcegeneratedbyflowingblood,andtheECresponsesplayanimportantroleinthehomeostasisofthecirculatorysystem.人工血管及組織工程專家講座第20頁表面微納結構Micropatterningofthree-dimensionalelectrospunpolyurethanevasculargraftsmicropatterned,small-diameterpolyurethanegraftscapableofpromotingtheformationofalignedendothelialcellmonolayers.PimponUttayarat,PeterI.Lelkesetal.ActaBiomaterialia,,6,4229–4237人工血管及組織工程專家講座第21頁無支架人工血管HumanumbilicalveinSMCsandskinfibroblastswerecul-turedfor～30days,atwhichtimebothcelltypeshadformedcohesivecellularsheetscomposedofcellsandECM,whichcouldbemanuallypeeledfromthecultureflasks.JohnD.Kakisis,Athens.Greece.etal.JournalofVascularSurgery,,41,349-354.SumpioBE.Austin,TX:RGLandesPublishers,1993,p.1-134.人工血管及組織工程專家講座第22頁類模具法人工血管JohnD.Kakisis,Athens.Greece.etal.JournalofVascularSurgery,,41,349-354.N.L’Heureux,L.Germain,R.Labbe,F.A.Auger.JVascSurg,1993,17,499-509TheinnersurfaceofthegraftwasseededwithbovineECsandtheouterwithbovineadventitialfibroblasts.ADacronmeshwasembeddedintothewalltoenhancethemechanicalstreng