DOI:10.1016/j.matdes.2020.108631
直径小于6mm的组织工程化血管移植物（TEVGs）具有广泛的应用前景。然而，维持移植物植入后的通畅性和功能仍然是很难实现且迫切需要解决的。本研究采用一种有效的方法来制备大孔电纺聚己内酯（PCL）棉材料（棉布），并利用免疫反应预培养制备小直径自体TEVG。通过扫描电子显微镜对材料进行了评估，发现棉布具有良好的特性，适合于免疫反应性预培养。同时，它还具有出色的机械性能。由于棉布具有很强的重塑能力，可以由此设计血管补片和血管支架等。对于血管支架，将棉布包裹在聚四氟乙烯（PTFE）管周围，并皮下植入大鼠2周，以制备自体TEVGs。然后将自体TEVGs移植于同一大鼠腹主动脉中。移植4周后，棉TEVG形成具有良好通畅性的功能性移植物。组织学结果显示，TEVGs具有与原发性主动脉相似的特征。总体结果表明，PCL棉材料作为一种可塑形材料，可用于在较短时间内制备出具有良好生物相容性和功能性的血管移植物。
图1.电纺纤维结构和孔几何结构。蓬松棉纤维（A-B）和紧密膜纤维（C-D）的全景图像。电纺纤维结构和孔几何的扫描电镜图像（E-H）。放大倍率，300倍；比例尺=100μm。放大倍率，2000倍；比例尺=10μm。棉纤维比膜纤维的取向性更好（I，K）。棉纤维和膜纤维的直径分布（J，L）。
图2.所需时间点（0、20和50秒）棉纤维和膜纤维的水接触角。50秒（A-D）水接触角的代表性图像。用平行于纤维的摄像机采集两幅平行方向的图像，用垂直于纤维的摄像机采集其他垂直方向的图像。显示每根纤维在0秒、20秒、50秒时的接触角（E）。*p<0.05。
图3.棉布和膜的力学特性比较。在拉伸载荷作用下，棉纤维和膜纤维分别沿平行方向（A-B）和垂直方向（C-D）拉伸。不同方向的应力曲线（E-F）。棉布和膜在不同方向上的杨氏模量应力曲线（G-H）。*p<0.05。
图4.皮下植入1周或2周后，棉和膜纤维的肉眼观察、横截面和SEM图像。从肉眼观察，结缔组织比结膜纤维（A，E，I和M）填充的棉纤维更多。从左到右的中间一列：H＆E细胞染色，Masson胶原蛋白染色（B-C，F-G，J-K和N-O）。所有种类的材料都被自体结缔组织覆盖（D，H，L和P）。染色图像比例尺=100μm。放大倍率：2000倍；比例尺=10μm。
图5.棉布能够塑造成血管补片。棉布覆盖的3D打印模具（A-B），皮下植入（C）。 血管补片可以保持其形状并获得弹性，而无需模具（D-E）的支持。H＆E图像显示，棉布（F）中存在大量的自体细胞。比例尺=100μm。
图6.为了构建具有自体组织的TEVGs，分别将棉和膜血管支架皮下植入1周或2周。通过将棉（A）和膜（F）缠绕在支撑的PTFE管上制成血管支架。与膜TEVGs（B，D，G和I）相比，棉TEVGs促进了更多的新毛细血管。棉TEVGs的血管壁紧密贴合（C和E），而膜TEVGs的血管壁则不贴合（H和J）。
图7.皮下植入1周或2周后，棉和膜TEVG的SEM和横截面图像。棉TEVGs（A和G）中的血管壁被组装在一起，而膜TEVGs中的壁是分开的（D和J）。1-2次移植后（B-C和H-1），越来越多的细胞和组织渗入棉TEVGs。膜TEVGs（E-F和K-L）变化很小。放大倍率，74倍；比例尺=100μm。染色图像比例尺=100μm。
图8.皮下植入2周后，棉和膜TEVGs的免疫荧光染色。α-SMA（+）成肌纤维细胞主要位于棉TEVG（A）中，而位于膜TEVG（D）中较少。在两种TEVGs（B，E）中均观察到结蛋白（+）细胞。两组均未检测到弹性蛋白（C，F）。对于巨噬细胞，I型标志物iNOS（+）并不显著（G，J），而II型标志物CD206在不同程度上均对两种TEVGs呈阳性（H，K）。发现了少量胶原蛋白（I，L）。蓝色荧光显示核成分。比例尺=250μm。
图9.分别比较了棉TEVGs 1周或2周的机械特性。棉TEVGs的轴向应力-应变曲线（A）。2周的棉TEVGs显示出比1周（B-C）更好的机械特性。*p<0.05。棉TEVGs的径向应力-应变曲线（B）。
图10.原位TEVG移植后，彩色多普勒血流表明棉和膜TEVGs（A和D）通畅。当TEVG的初始内径为1.5 mm时，膜TEVG（B）和棉TEVG（E）的测量结果没有显著性差异。血流频谱显示波状，这表示主动脉血流（C和F）。TEVG端子用红色箭头标记。
图11.在横截面图像中，与膜TEVGs（E-L）相比，棉TEVGs中发现了更多的自体细胞和胶原蛋白。在SEM图像中，棉TEVGs的血管壁类似于主动脉（M-N和Q-R），而膜TEVGs的血管壁是分层的（U-V）。TEVGs的内膜被棉和膜（P，T和X）中的细胞覆盖。放大倍率，74倍；比例尺=100μm；放大倍率：800倍；比例尺=10μm；放大倍率：100倍；比例尺=100μm。染色图像比例尺=100μm。
图12.适形移植4周后棉和膜TEVGs的免疫荧光图像。棉TEVG的内表面被一层vWF（+）内皮细胞（E）覆盖。尽管在膜TEVG（I）中观察到了某些vWF（+）细胞，但它们并不像在天然动脉（A）中观察到的那样处于典型的内皮细胞模式，更有可能是非特异性染色的产物。棉TEVG中的α-SMA和结蛋白与天然主动脉（B-C，F-G）相似，而在膜TEVG（J-K）中则很少。与天然主动脉（MN）相比，棉TEVG（P）和膜TEVG（S）中几乎没有发现iNOS（+）I型巨噬细胞，而TEVG（Q）中CD206（+）II型巨噬细胞却很丰富。膜TEVG（T）中几乎没有。棉TEVG类似于天然主动脉（D，O）：I型胶原蛋白位于近端层（R），弹性蛋白出现在壁中（H）。在膜TEVG（L，U）中几乎没有发现胶原蛋白和弹性蛋白。蓝色荧光显示核成分。比例尺=250μm。
