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组织工程化人工血管支架在心血管疾病的治疗中发挥着非常重要的作用。然而，人工血管尤其是小口径人工血管在临床使用中经常面临血栓形成、内膜增生、再狭窄乃至堵塞等难题，这与人工血管的血液相容性和缺乏活性内皮细胞层密切相关。因此，如何提高人工血管支架材料表面的血液相容性和快速内皮化能力成为心血管疾病治疗的关键。本论文针对小口径人工血管使用过程中存在的诸多问题，基于亲水性聚合物、内皮细胞靶向性功能多肽和基因复合物，利用表面改性的方法构建了多种功能化表面，以期提高人工血管支架材料表面的血液相容性，并且促进内皮细胞在人工血管支架材料表面的粘附、铺展、增殖和迁移，增强其快速内皮化能力，最终提高人工血管的长期通畅性和体内使用效果。
1、利用?-己内酯与3(S)-异丁基-吗啉-2,5-二酮制备的两嵌段共聚物(PCL-PIBMD)和丝素蛋白(SF)通过静电纺丝技术进行共混电纺，制备得到一系列具有不同PCL-PIBMD和SF质量比例的共混纳米纤维支架。这些共混纳米纤维支架具有不同的微观形貌、亲水性、孔隙率和力学性能。质量比例为90/10的PCL-PIBMD/SF共混纳米纤维支架因其具有优异的机械性能和较高的孔隙率被用于进一步的研究。为了维持负载于支架中的pZNF580质粒复合物的稳定性和完整性，采用交替层层电纺和电喷雾技术制备了多层载基因复合支架。结果表明，这些复合支架明显降低了血小板粘附，提高了其组织相容性。此外，还能够有效地增强内皮细胞的粘附、铺展和增殖，促进材料表面的内皮化。
2、利用PCL-PIBMD和SF通过静电纺丝技术制备内径为2mm的小口径人工血管。为了提高人工血管表面的血液相容性和内皮化能力，利用亲水性聚乙二醇和两种内皮细胞靶向性功能多肽(REDV肽和CAG肽)对人工血管表面进行生物功能化改性。X射线光电子能谱证明了聚乙二醇和多肽的接枝成功。静态水接触角分析证实了改性人工血管表面具有合适的表面润湿性。生物学实验结果表明，聚乙二醇和内皮细胞靶向性功能多肽共同改性的人工血管，不仅具有较低的血小板粘附和蛋白质吸附，而且可以选择性地促进内皮细胞的粘附、铺展、增殖和迁移，并抑制平滑肌细胞的粘附和生长。更为重要的是，该小口径人工血管在为期10周的兔颈动脉体内移植实验中，显示出增强的快速内皮化能力和高长期通畅率。
3、合成了生物素修饰的两亲性聚阳离子基因载体（mPEG-b-PLGA-g-PEI-PEG-Biotin），对该基因载体负载基因能力进行了考察。基因载体负载基因形成基因复合物纳米颗粒，其细胞毒性和体外转染实验结果表明，mPEG-b-PLGA-g-PEI-PEG-Biotin基因载体具有相对较低的细胞毒性，并且可以高效转染内皮细胞。随后，利用生物素-亲和素系统将基因复合物锚定到酶响应性断裂多肽连接链修饰的金表面上，构建了酶响应性基因递送表面。酶响应性基因递送表面可以响应性地释放基因复合物。实验结果表明，酶响应性基因递送表面可以有效地对内皮细胞进行转染，提高内皮细胞中特定蛋白和相应mRNA的表达水平，同时可以促进内皮细胞在材料表面的增殖和迁移。
综上所述，亲水性聚乙二醇、内皮细胞靶向性功能多肽和基因复合物修饰能够提高人工血管支架材料表面的血液相容性和快速内皮化能力。亲水性聚乙二醇能够改善材料表面的表面润湿性，内皮细胞靶向性功能多肽可以特异性的粘附内皮细胞，基因复合物能够有效转染内皮细胞，促进内皮细胞的快速增殖和内皮化。本论文为基因治疗和组织工程人工血管支架的结合提供了新方法，也为小口径人工血管支架的生物功能化改性提供了新策略，对于心血管类疾病治疗的研究具有重要意义。
1、利用?-己内酯与3(S)-异丁基-吗啉-2,5-二酮制备的两嵌段共聚物(PCL-PIBMD)和丝素蛋白(SF)通过静电纺丝技术进行共混电纺，制备得到一系列具有不同PCL-PIBMD和SF质量比例的共混纳米纤维支架。这些共混纳米纤维支架具有不同的微观形貌、亲水性、孔隙率和力学性能。质量比例为90/10的PCL-PIBMD/SF共混纳米纤维支架因其具有优异的机械性能和较高的孔隙率被用于进一步的研究。为了维持负载于支架中的pZNF580质粒复合物的稳定性和完整性，采用交替层层电纺和电喷雾技术制备了多层载基因复合支架。结果表明，这些复合支架明显降低了血小板粘附，提高了其组织相容性。此外，还能够有效地增强内皮细胞的粘附、铺展和增殖，促进材料表面的内皮化。
2、利用PCL-PIBMD和SF通过静电纺丝技术制备内径为2mm的小口径人工血管。为了提高人工血管表面的血液相容性和内皮化能力，利用亲水性聚乙二醇和两种内皮细胞靶向性功能多肽(REDV肽和CAG肽)对人工血管表面进行生物功能化改性。X射线光电子能谱证明了聚乙二醇和多肽的接枝成功。静态水接触角分析证实了改性人工血管表面具有合适的表面润湿性。生物学实验结果表明，聚乙二醇和内皮细胞靶向性功能多肽共同改性的人工血管，不仅具有较低的血小板粘附和蛋白质吸附，而且可以选择性地促进内皮细胞的粘附、铺展、增殖和迁移，并抑制平滑肌细胞的粘附和生长。更为重要的是，该小口径人工血管在为期10周的兔颈动脉体内移植实验中，显示出增强的快速内皮化能力和高长期通畅率。
3、合成了生物素修饰的两亲性聚阳离子基因载体（mPEG-b-PLGA-g-PEI-PEG-Biotin），对该基因载体负载基因能力进行了考察。基因载体负载基因形成基因复合物纳米颗粒，其细胞毒性和体外转染实验结果表明，mPEG-b-PLGA-g-PEI-PEG-Biotin基因载体具有相对较低的细胞毒性，并且可以高效转染内皮细胞。随后，利用生物素-亲和素系统将基因复合物锚定到酶响应性断裂多肽连接链修饰的金表面上，构建了酶响应性基因递送表面。酶响应性基因递送表面可以响应性地释放基因复合物。实验结果表明，酶响应性基因递送表面可以有效地对内皮细胞进行转染，提高内皮细胞中特定蛋白和相应mRNA的表达水平，同时可以促进内皮细胞在材料表面的增殖和迁移。
综上所述，亲水性聚乙二醇、内皮细胞靶向性功能多肽和基因复合物修饰能够提高人工血管支架材料表面的血液相容性和快速内皮化能力。亲水性聚乙二醇能够改善材料表面的表面润湿性，内皮细胞靶向性功能多肽可以特异性的粘附内皮细胞，基因复合物能够有效转染内皮细胞，促进内皮细胞的快速增殖和内皮化。本论文为基因治疗和组织工程人工血管支架的结合提供了新方法，也为小口径人工血管支架的生物功能化改性提供了新策略，对于心血管类疾病治疗的研究具有重要意义。