血管损伤修复是临床治疗中的一个重大挑战。当发生长段缺损时,需要人工血管移植来恢复血液供应。合成血管移植物(支架),如聚氨酯、尼龙、涤纶和膨化聚四氟乙烯(ePTFE),已被广泛用作临床血管损伤的常规策略。然而,这些人造移植物具有长期风险,如内膜增生(IH)和血栓形成,最终可能导致植入失败,特别是对于小直径血管移植物(6 mm≤)。构建组织工程化血管移植物被认为是一种有前途的解决方案,这也对支架材料的性能提出了更高的要求。内皮单层融合以快速再内皮化是血管移植的关键,特别是对长距离(≥10mm)血管损伤(LDVJ)重塑和缩短修复周期至关重要。尽管丝素蛋白(SF)支架已被广泛用作修复血管损伤,但重塑LDVJ仍然具有挑战性。设计和制造具有快速再内皮化增强效应的功能性支架有助于解决这一问题。
本研究开发了一种带有温度控制开关的功能性磁性支架(MDP),通过磁热效应智能地调节磁性纳米颗粒(MNPs)的释放,以诱导巨噬细胞迁移和M2极化,实现了支架在损伤部位的快速再内皮化。研究结果表明,MDP的径向支撑力比纯丝素蛋白支架(SFC)提高5倍,并且MDP的降解被延迟,有利于维持支架的完整性。MDP诱导巨噬细胞迁移,上调了TGF-β、IL-10和VEGF等修复型细胞因子的表达,并促进小鼠主动脉血管平滑肌(MOVAS)细胞的增殖。更重要的是,巨噬细胞在相变温度下的迁移增强更有利于血管修复相关细胞的增殖和积累,有助于快速再内皮化。此外,MDP还显著调节巨噬细胞向M2型极化,有利于修复型细胞因子的分泌,进一步促进血管修复。对内皮细胞粘附和功能的评估也证明,MDP可增加血管内皮钙粘蛋白(VE-Cad)和IV型胶原(COL IV)的表达,具有快速再内皮化的潜力。体内置换模型动物实验进一步揭示了MDP具有比SFC更好的修复效果,为今后LDVJ的修复提供了新的选择。
该论文已被《Biomaterials》接收并在线发表: Xin Liu, Yan Li*, Yuxiang Sun, Bo Chen, Wenxian Du, Yuehua Li*, Ning Gu*. Construction of Functional Magnetic Scaffold with Temperature Control Switch for Long-Distance Vascular Injury. 全文链接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121862。