一文读懂小口径人工血管技术前沿
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小口径人工血管技术前沿
据《中国心血管健康与疾病报告2020》显示，我国心血管疾病患者人数逐年递增，达到约3.3亿，成为重大公共卫生问题。人工血管的研发，尤其是小口径人工血管（口径＜6 mm）的制造，面临材料、技术的多重挑战。目前，小口径人工血管仍无上市产品，需通过创新设计、材料选择、表面改性等手段提高其通畅性。
小口径人工血管设计需满足内膜增生抑制、血栓形成预防等关键要求。孔隙率和孔径分布对快速内皮化至关重要，可增强移植物周围组织渗透，起到锚固作用，但需防止内部压力导致的径向机械强度下降。多孔人工血管表面，如使用涤纶、聚酯等材料增强，能优于低孔隙率或不可穿透壁的血管移植物，显著提升人工血管设计效能。
人工血管制造工艺多样，包括静电纺丝、基于细胞的完全生物法、生物反应器、冻干法、支架法等。静电纺丝适用于制造具有优化性能的血管导管，通过电场将溶解在溶剂中的聚合物转化为纳米和微纤维，可定制直径匹配目标血管。冷冻干燥通过去除溶剂，优化构建体孔径。致孔剂或颗粒浸出产生孔隙，其他方法如溶剂浇注、发泡、相分离、纤维粘合、自组装、快速成型、熔体成型和膜层压等，生物反应器用于将细胞和组织转化为临床安全有效的生物产品。
小口径人工血管材料研究聚焦于特殊性能与最新研究结果。人工合成材料如膨体聚四氟乙烯（e-PTFE）、涤纶（Dacron）、聚氨酯（PU）具有抗降解性、良好机械强度等优点。e-PTFE表面改性与外部增强，涤纶表面处理与生物活性材料应用，聚氨酯优化顺应性等措施，提升小口径移植物性能。生物可降解聚合物，如聚甘油-癸二酸酯（PGS）、聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚二恶烷酮（PDO）、聚 ε-己内酯（PCL）等，通过体内代谢降解，减少组织相互作用，促进内皮化，成为血管移植物的有潜力材料。天然高分子材料，如弹性蛋白、胶原蛋白、丝素蛋白、透明质酸（HA）、纤维蛋白等，通过生物相容性、降解性及促进细胞生长特性，提供小口径人工血管的自然替代品。
基于细胞的完全生物血管研究也取得进展，包括细胞片法、生物反应器法、细胞环法以及3D细胞打印等方法，旨在避免合成材料引起的炎症、狭窄和感染问题。细胞片法通过扩大细胞群、构建细胞层组织，实现人工血管生成；生物反应器法利用生物反应器激发炎症反应，促进纤维囊生成，作为人工血管使用；细胞环法通过细胞在琼脂糖孔中的培养，形成血管状组织；3D细胞打印实现个性化脉管系统设计，开发体外微血管化结构。
总体而言，小口径人工血管技术前沿研究聚焦于解决材料、制造、性能等难题，未来发展方向可能包括新型材料开发、制造工艺优化、生物相容性提升、可定制化设计等方面。接近商业化的工程血管移植物有望成为小口径手术的理想选择，同时在高端材料领域也需要更多动力推进研发。
