世界上最危险的疾病是什么?虽然大多数人会认为是癌症,但实际上心脏病才是最危险的疾病。即使治愈心脏病,对患有各种心血管疾病的患者来说仍是致命的。值得庆幸的是,或许已经有了解决办法。
东华大学和上海交通大学的一个研究小组发表了一项研究报告,显示装有 TMP(四甲基吡嗪,一种存在于日本食品纳豆和发酵可可豆中的化合物)的3D打印电纺血管移植物可以通过减少血栓形成(发生在血栓阻塞血管时,通常由于不动而发生)和术后重新训练动脉瘤扩张来改善心血管疾病的治疗。
根据英国心脏基金会的数据,全世界约有6.2亿人患有心血管疾病,估计每13人中就有1人患有心血管疾病。不仅如此,它还是导致死亡的主要原因,占全球至少三分之一,而癌症导致的死亡约占五分之一。治疗通常包括因严重狭窄或心脏动脉完全变窄而进行的血管置换,但目前的标准仍然面临血栓等挑战。这些3D打印电纺血管移植物有望在这方面发挥重要作用。
充满TMP的3D打印电纺血管移植物示意图,图片来源:Burns & Trauma
使用3D打印血管移植物治疗心脏
这些移植物是通过结合电纺丝(一种用于制造纤维的电流体动力学工艺)和未指定的3D打印工艺制成的。它们包括由电纺丝聚(L-乳酸-共-己内酯)(PLCL)纳米纤维制成的内层和由3D打印聚己内酯(PCL)微纤维制成的外层。为了获得稳定性和灵活性,选择了双层设计。然后添加了从中药川芎中提取的TMP,以提供抗血小板和抗凝血特性。
体外试验表明,3D打印移植物能够减少血小板粘附,这是对抗血栓的必要条件,并且它们与人体细胞表现出良好的相容性。此外,在用3D打印移植物替换腹主动脉的大鼠实验中,六个月内显示出出色的生物相容性和机械强度。最重要的是,没有检测到急性血栓形成或明显的动脉瘤扩张,显示出它们在改善需要血管移植的患者预后方面具有巨大的潜力。
(左)仔细观察图表的准备过程;(右)不同测试的结果,图片来源:Burns & Trauma
首席研究员顾红兵博士总结道:“这项研究标志着血管组织工程的重大进步。静电纺丝和3D打印的结合,加上TMP的加入,使血管移植物不仅满足机械要求,还表现出极佳的血液相容性。这些发现为未来的临床应用铺平了道路。”未来的研究预计将集中在大型动物模型上。
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