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  經導管介入生物瓣膜置換是一種通過微創介入方式進行人工心臟瓣膜置換的方法，主要用來治療瓣膜狹窄或者反流的患者，是近年來結構心臟病領域的重大突破之一。雖然臨床試驗已經證明經導管介入生物瓣膜具有良好的有效性和安全性，但是隨著適用人群不斷擴大，介入生物瓣膜的使用壽命問題引起廣泛關注，亞臨床瓣葉血栓(subclinical leaflet thrombosis, SLT)和瓣膜結構性退化(structural valve deterioration, SVD)在瓣膜失效過程中扮演關鍵角色。目前，臨床上所使用的生物瓣葉材料均為戊二醛交聯的豬心包或牛心包組織，其具有較高的血栓原性和鈣化風險。因此，如何在滿足瓣膜的基本使用性能的前提下，提高其抗凝血和抗鈣化性能等是目前亟待解決的問題之一。

圖1. 兩性離子聚合物雜化的具有抗凝、促內皮、抗鈣化的生物組織示意圖。

  王云兵教授團隊前期開發了基于自由基聚合的生物組織交聯體系，避免了戊二醛交聯生物組織易鈣化的問題，同時其具有優異的力學性能、組分穩定性和生物相容性。由于自由基聚合反應條件溫和并具有較高反應活性，該團隊在本工作中進一步通過自由基共聚的方式在細胞外基質(extracellular matrix, ECM)材料中引入兩性離子聚合物進行功能修飾，顯著提高了生物組織的抗凝血性能，并同時保持自由基聚合交聯生物組織的其他優點。該項工作首次提出了將兩性離子通過共價方式引入ECM，并全面評估了該種雜化生物組織用作新型生物瓣膜的潛力，與以往報道的改性ECM材料的方法相比，具有以下顯著優勢：

• （1） ECM的組分穩定性和抗凝性能同時顯著提高。

• （2） 改善了抗凝分子嫁接密度低，同時避免抗凝分子解離問題。

• （3） 該方法制備的生物組織具有良好的內皮化潛能，有利于維持長期抗凝性能。

• （4） 該方法制備的生物組織與臨床使用的戊二醛交聯生物組織具有相當的力學性能和疲勞性能。

• （5） 該制備工藝條件溫和，操作簡便，適于工業化生產。

  因此，該項工作不僅為人工生物瓣膜材料，還包括人工血管、人工器官等在內的血液接觸ECM材料，提供了一種抗凝抗鈣化交聯處理新策略。

圖2. 通過兔頸部動靜脈造瘺實驗評價PSBMA-PP, PMA-PP, Hep/Glut-PP和Glut-PP的血液相容性。(A) 兔動靜脈造瘺。(B)實驗前后樣品表面和管腔截面圖。(C) 樣品表面產生血栓的重量。(D)實驗后樣品接觸血液面的SEM圖。

圖3.細胞相容性表征。(A)樣品浸提液培養L929細胞1、3天后的細胞活力。(B)HUVECs在樣品表面生長1和3天后的細胞增殖率。(C) HUVECs在樣品表面生長1和3天后熒光染色圖。

圖4. 植入雄性幼鼠后120天樣品的鈣化情況。(A)大鼠皮下植入標本位置示意圖。(B)茜素紅染色。鈣化沉積物染成暗紅色。(C) ICP-AES法測定樣品的鈣含量。

  以上相關成果發表在Chemical Engineering Journal （Chemical Engineering Journal，,2020，128244）。論文第一作者為四川大學國家生物醫學材料工程技術研究中心博士生楊凡，通訊作者為郭高陽助理研究員和國家中心主任王云兵教授。

  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472034359X