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促进心血管植入材料原位内皮化是解决传统植入物植入术后带来的血栓、炎症和再狭窄等不良反应的有效手段。如何能够更有效地实现快速原位内皮化,并保证内皮化的长期有效性是心血管植入材料研究面临的重要挑战。本研究以此为背景,结合层状组装方法学,采用不同策略,针对实现材料的原位内皮化中两个关键问题：1.如何提升内皮细胞(EC)相对于平滑肌细胞(SMC)的竞争性实现在复杂体内环境中的快速原位内皮化；2.如何维持所形成内皮层的内皮功能,开展了如下研究：1.基于基因技术“转染过程的非细胞特异性和转染产物的细胞特异性”的特点,将编码肝细胞生长因子(HGF)的质粒DNA(HGF-pDNA),与聚阳离子硫酸鱼精蛋白(PrS)进行层状组装构建功能基因多层膜(PrS/HGF-pDNA),该多层膜能够同时转染EC和SMC并使其分泌能够特异性促进EC生长的HGF,使得(PrS/HGF-pDNA)多层膜能够特异性地促进EC增殖而对SMC的增殖没有影响,并且在共培养体系中提升了EC相对于SMC的竞争性。进一步将(PrS/HGF-pDNA)多层膜修饰冠脉支架,在动物体内能够实现快速内皮化,并有效降低术后支架内再狭窄率。该研究表明基于功能基因的多层膜是有效地提升在复杂多细胞环境中的EC的竞争性、实现材料快速原位内皮化和降低术后再狭窄率的有效策略。2.基于界面硬度对于细胞粘附行为的影响,本研究在玻璃基底表面进行层状组装,构建出“上层柔性多层膜+下层高硬度基底”的软硬材料复合的体系。通过EC和SMC粘附实验证明通过调控上层多层膜层数,即厚度,能够调控EC和SMC的粘附行为,并在特定层数的多层膜表面,实现了EC的选择性粘附。通过对相关因素的探索,证明了调控上层柔性多层膜的厚度能够使细胞感受的表观硬度发生改变,表观硬度的改变是引起EC和SMC粘附行为改变的主要原因。当采用不同硬度的下层基底,通过调控上层多层膜的层数,同样实现了EC的选择性粘附。该研究提供了一种利用层状组装多层膜调控表观硬度从而实现提升EC相对于SMC竞争性的新策略。3.采用不同交联度的(聚赖氨酸(PLL)/透明质酸(HA))多层膜作为硬度可控基底,研究了在HGF的环境中EC在不同硬度基底表面的生长情况以及所形成的内皮层的内皮功能。通过研究结果显示,EC的粘附、迁移和增殖为硬度依赖性且都随着基底硬度的提高而得到促进。溶液中添加HGF能够有效地促进EC的这些细胞行为,并且在低硬度基底上HGF对EC的迁移和增殖的促进作用显著高于在高硬度基底上。通过研究不同硬度基底表面的内皮层,发现低硬度基底上的内皮层具有更好的致密性以及更高的内皮一氧化氮激酶(eNOS)的基因表达,表明低硬度的基底有利于提升内皮功能。4.采用低交联度的(PLL/HA)多层膜作为柔性基底,通过表面固定的方式在其表面负载血管内皮生长因子(VEGF)后,能够显著地促进EC和SMC在该柔性基底上的粘附和铺展,并通过调控VEGF的负载浓度,实现了EC的选择性粘附。EC能够在该基底表面增殖而SMC无法增殖,从而实现了EC相对于SMC的竞争性的增强。对比其他具有高硬度的材料表面形成的内皮层,该基底表面内皮层具有更好的致密性、更高的一氧化氮(NO)分泌量以及更高的内皮功能相关基因的表达,进一步表明低硬度的基底有利于提升内皮功能。本研究提供一种通过在低硬度的基底表面复合生物活性分子从而实现提升EC的竞争性和维持内皮功能的内皮原位再生材料的新策略。