自己的血管不够用，人工血管又不给力？Nat Commun带来一种能长成自体血管的“即用型”移植物

（来源：生物谷）

转自：生物谷

对于需要心脏搭桥或建立血液透析通路的患者，自体血管是最理想的选择。但现实往往不遂人愿：有的患者自身血管已经病变，有的之前手术用掉了，还有的根本抽不出合适的血管。人工合成移植物虽然随拿随用，但通畅率低、容易感染、还会钙化。脱细胞天然动脉呢？再生能力差，放进去没多久就又堵了。有没有一种移植物，既能像人工材料那样随时取用，又能引导患者自己的组织长出新血管？

最近Nat Commun发表的一项研究，给出了一套可行的方案。

在动物皮下“种”出血管，力学强度远超临床标准

研究团队先用聚己内酯纤维编织出管状骨架，埋入动物皮下。机体对异物会产生包裹反应，大约30天后，骨架周围就会长出一层自体组织，形成纤维增强的生物管。把这层组织剥离下来、去除细胞成分和抗原，就得到了脱细胞聚合物骨架增强生物管。

这根管子的力学性能怎么样？测试显示，它的爆破压力超过2200毫米汞柱，缝线保留强度超过6牛，远超临床对人工血管的最低要求（1600毫米汞柱和1牛）。相比之下，没有骨架增强的脱细胞生物管就弱得多，根本不达标。更实用的一点是，这种移植物在4摄氏度的生理盐水里存上12个月，力学性能几乎不衰减，依然比人隐静脉更强。也就是说，它完全可以作为库存产品，医生需要时直接取用。

图1 | 脱细胞聚合物骨架增强生物管的制备流程与表征

小动脉置换：一个月就长出完整内膜，炎症反应也更轻

在兔颈动脉置换实验中，没有经过肝素修饰的移植物早期容易形成血栓。但加上肝素之后，所有移植物在1个月时都保持通畅。而作为对照的脱细胞动脉组，有的出现再狭窄，有的直接堵死了。

把移植物取出来看，新型移植物内部已经被宿主细胞完全填满，管腔表面覆盖了一层均匀的内皮细胞，内皮下面还有整齐排列的平滑肌细胞。而脱细胞动脉组的管腔里还能看到血栓和异常增生的细胞，细胞压根没长进管壁里。

研究团队还发现了一个关键差异：新型移植物壁内的巨噬细胞以M2型为主，也就是促进修复的抗炎型；而脱细胞动脉组则是促炎的M1型占上风。基因检测也证实，新型移植物里抗炎相关基因的表达明显更高。这些结果说明，新型移植物不仅让细胞更快长进去，还能引导免疫系统往“修复模式”走。

大动物实验：12个月依然通畅，新生血管自己会收缩舒张

在犬颈动脉置换模型中，羊来源的肝素修饰移植物植入7个月和12个月后全部保持通畅，管腔直径稳定。顺应性是衡量血管弹性的重要指标，新型移植物在12个月时已经达到天然犬颈动脉的近七成。

更让人印象深刻的是功能性测试。将取出的移植物放到浴槽中，加入钾离子或肾上腺素，它会产生收缩；加入乙酰胆碱，它又会舒张。这说明新生组织里不仅长出了内皮细胞和平滑肌细胞，而且这些细胞是“有功能的”，能够对生理信号作出正确反应。

在猪的冠状动脉搭桥模型中，4只猪中有3只在3个月时保持通畅。同样，移植物壁内检测到了完整的内皮和平滑肌层，M2型抗炎巨噬细胞的比例也明显高于M1型。

图2 | 羊源性肝素修饰脱细胞聚合物骨架增强生物管作为小直径血管移植物在大动物模型中的性能评估

血液透析通路：扛得住反复穿刺，24周全部通畅

血液透析患者每周要扎好几次针，这对动静脉瘘移植物是极大的考验。研究团队把未经肝素修饰的新型移植物和临床上常用的膨体聚四氟乙烯移植物同时植入犬的动静脉之间。

24周后，新型移植物组的全部6只动物都保持通畅，而膨体聚四氟乙烯组只有3只通畅。用16G的透析针反复穿刺后，新型移植物的平均止血时间只有膨体聚四氟乙烯的一半。组织学检查还发现，新型移植物的管腔表面已经长出了完整的内皮单层和平滑肌层，而膨体聚四氟乙烯组不仅有内膜异常增生，还出现了细菌感染，且没有内皮覆盖。

图3 | 脱细胞聚合物骨架增强生物管作为动静脉移植物在犬模型中的性能评估

结语

这根移植物巧妙地把三件事结合在了一起：利用纤维骨架提供即时且持久的力学支撑，利用皮下培养阶段形成疏松多孔的细胞外基质让细胞快速长入，再利用脱细胞后保留下来的活性蛋白引导巨噬细胞走向修复表型。在多种大动物模型中，无论作为小动脉替代物还是血液透析通路，它都实现了长期高通畅率和功能性血管再生，没有出现动脉瘤、血栓、钙化或免疫排斥。对于那些自体血管条件不佳的患者，这种“即取即用”又能引导再生的移植物，无疑是一个值得期待的新选项。

参考文献：

Cheng, Q., Zhi, D., Midgley, A.C. et al. Reinforced biotubes as readily available and regenerative vascular grafts. Nat Commun (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70799-0