血管旁路移植:一种仿生工程方法
当患有心脏病的病人需要血管移植，但在他或她的身体里没有任何可行的静脉或动脉时，外科医生可以依靠合成的组织工程移植。然而，身体经常把这些替代品视为一种威胁，并拒绝它们。匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的研究人员正在开发模拟人体自身血管的合成移植物，以减轻搭桥手术的许多并发症。
“目前最好的治疗方法是使用患者的大隐静脉或乳腺动脉，但并不是每个人都有足够的健康静脉血皮特大学斯旺森工程学院生物工程教授乔纳森·范德·吉斯特说。“一种生物兼容的组织工程贪污将为这些患者提供目前不存在的治疗选择。”
美国国立卫生研究院授予Vande Geest博士和他的多机构研究团队672,682美元，用于他为期一年的研究，“依从性匹配生物聚合物血管移植的临床前评估”。他的研究建立在他在皮特的软组织生物力学实验室设计的新工程材料的基础上，这些材料在机械和微观结构上的行为与人体的原生组织相同。
“‘仿生’意味着我们研究正常健康组织的组织和结构，并使用这些信息来指导我们设计和开发组织工程替代品，”Vande Geest博士解释道。“例如，每条正常运转的动脉都有一个单细胞厚的内衬，称为内皮，负责减少血栓形成和控制血液流动。我们的移植物将使用血液来源的内皮细胞进行内皮化。”
大直径血管移植在一些血管外科手术中常用，移植后10年内功能良好。然而，人体通常将小直径的移植物视为危险的异物。其结果可能是动脉阻塞或血液凝固——分别称为增生和血栓形成的有害条件。
范德吉斯特博士说:“小直径血管移植，或涉及内径小于5毫米的血管移植，比大血管移植失败率高得多。”“很大一部分血管疾病病例涉及小直径血管血管因此，对可行治疗方案的需求非常高。”
正常健康的动脉由胶原蛋白和弹性蛋白交替组成，提供结构支撑和弹性。范德·吉斯特博士提出的移植物使用明胶和对流层弹性蛋白交替层作为替代品。明胶来源于胶原蛋白，而对流层弹性蛋白是弹性蛋白的前体。他将使用这些材料以及计算优化来设计一个顺应性与真实动脉相似的移植物，消除顺应性不匹配——目前使用的移植物的重要排斥机制。
Vande Geest博士说:“我们相信我们模仿原生动脉微结构和力学的方法将导致成功的组织工程移植，这笔赠款将支持试验，以完善我们的实验和计算方法。”
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