科學家用膠原蛋白與合成纖維織造動脈移植物

在面向心臟病患者的手術治療過程中，往往需要用到特殊材料來替換冠狀動脈中受損或阻塞的部分。然而一項新的概念研究，預示了將來無需從患者自體（通常來自腿部靜脈）來取換，而是能夠直接通過生物合成紗線來織造移植物。 作為一個支架，其使得患者自身細胞有足夠的機會來生長和修復動脈。

據悉，目前臨牀治療中最常用的手段，就是取用患者體內其它部位的冠狀動脈來替代。這麼做不僅具有侵入性，也未能充分考慮到某些患者體內沒有可替換的部件。

有鑑於此，來自北卡羅來納州立大學（NC State）和凱斯西儲大學（CWRU）的一支研究團隊，就想到了通過生物工程材料來提供血管移植物的方法。

研究一作 Fan Zhang 表示，為了找到這個替代方案，他們將兩種類型的纖維混入了一條紗線，然後通過一台圓形織造機來編成動脈替代物。

其中一種纖維為膠原蛋白，另一種則是由聚乳酸製成的合成纖維。將兩者結合之後，成品可像真人移植物一樣膨脹和收縮。

雖然並非一種永久性的植入物，但這套仿生支架仍有助於患者發動自身細胞來重建新動脈。通常在動脈內部排列的那些內皮細胞，會粘附在支架上並開始生長。

與僅使用了合成材料的產品相比，膠原蛋白可幫助這些細胞更好地粘附於支架上。混合紗線可將初期的細胞粘附能力提升 10 倍，最終細胞數量也提升了 3.2 倍。

研究合著者 Martin King 表示：“我們並非在設計一種最終產品的原型，而是在添加使患者能夠治癒的成分，並藉助這種構造來起到冠狀動脈的作用，纖維最終可被人體講解和吸收”。

這些合成纖維可被降解為乳酸，人體中較為常見，且含量也很低。目前的主要問題是，這種材料的形式過於多孔，導致血液可傳堂而過。在臨牀試驗之前，研究團隊仍需努力克服這方面的缺陷。

有關這項研究的細節，已經發表在近日出版的《材料科學與工程 C 刊》（Materials Science and Engineering: C）上。

原標題為《A hybrid vascular graft harnessing the superior mechanical properties of synthetic fibers and the biological performance of collagen filaments》。