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川大王云兵团队在心脑血管植入器械研究领域取得原创性突破

2022-11-28

人体血小板膜本身具有免疫逃逸、促细胞粘附等特性,若能用于心脑血管支架、人工心脏瓣膜等血液接触器械表面,将助其植入后躲避免疫系统的识别和和攻击。遗憾的是,受限于血小板膜材料易自发驱动形成纳米尺度囊泡的天然性质,目前仅能用于纳米尺寸材料的改性。我校国家生物医学材料工程技术研究中心主任、生物医学工程学院院长王云兵教授团队,通过在材料表面构建具有微纳拓扑结构的超亲水性涂层,成功实现了细胞膜宏观尺度且形状无规的医疗器械表面的高效均匀涂覆,首次给血管支架这类复杂构型的植入器械表面穿上天然血小板膜“隐身外衣”,使其具备优异的免疫逃逸功能,大幅提升内皮细胞在材料表面的粘附和生长,植入体内后能够有效防止血栓形成和支架内再狭窄的发生。日前,相关成果发表在《Matter》杂志上,论文第一作者为罗日方副研究员和周仲毅,通讯作者是王云兵教授。四川大学是该论文唯一通讯作者单位。


图1. 大尺度血小板膜涂层心血管支架的制备示意图


图2. 大尺度血小板膜涂层提升心血管支架血液相容性、防止支架内再狭窄

血小板膜囊泡首先与超亲水涂层的微纳拓扑结构嵌合,随后囊泡之间发生相互融合,最终在材料表面形成一层均匀薄膜,形成大尺度血小板膜涂层(图1)。膜的磷脂双分子层结构能够阻抗血小板和炎症细胞在材料表面的粘附,同时涂层中膜蛋白的保留能够支持内皮细胞在材料表面的生长。实验结果表明,该涂层在体内能够抗血栓形成,防止血管内膜过度增生(图2),促进支架表面再内皮化。这种方法适用于多种材料表面,能够为开发新型生物材料、拓展血小板膜及其它细胞膜在大尺度血液接触医疗器械领域的应用提供新思路。


本研究工作自发表以来,受到国内外同行的关注。日前,该研究论文获得第三届川渝科技学术大会优秀论文一等奖表彰。

王云兵教授团队长期致力于心血管疾病治疗的新型生物医用材料和医疗器械的应用基础研究与产品开发,立足于心血管医疗器械的临床需求,以新型生物材料研发为基础,与企业及医院合作,进行大规模动物实验及临床试验验证,形成材料研发-力学设计-产品开发-临床验证全链条研发机制,实现了多个全球领先的心血管医疗器械的大规模产业化应用。

原文链接:Dressing blood-contacting devices with platelet membrane enables large-scale multifunctional biointerfacing: Matter (cell.com)
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