多年來，科學(xué)家們一直致力于血管的生物工程，這些血管生物工程的開發(fā)可以幫助研究人員研究疾病，治療腎衰竭患者，或者更換心血管疾病患者堵塞的血管。其進(jìn)展也對(duì)于解決心血管系統(tǒng)中尚未解決的生物醫(yī)學(xué)問題具有巨大的潛力。

人造電子血管取得突破性成果

近日，南方科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系相關(guān)領(lǐng)域教授和中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院的相關(guān)領(lǐng)域研究者合作通過使用聚（L－丙交酯－co－ε－己內(nèi)酯）（PLC）來封裝液態(tài)金屬以制造柔性和可生物降解的電路，從而開發(fā)了一種電子血管。

這種電子血管可以將柔性電子與三層血管細(xì)胞集成在一起，以模仿和超越自然血管。該電子血管通過電刺激可以有效促進(jìn)傷口愈合模型中的細(xì)胞增殖和遷移，并可以通過電穿孔將基因可控地遞送到血管的特定部位。通過兔頸動(dòng)脈置換模型的3個(gè)月體內(nèi)研究，其評(píng)估了電子血管在血管系統(tǒng)中的功效和生物安全性，并通過超聲成像和動(dòng)脈造影證實(shí)了其通暢性。該研究為將柔性、可降解生物電子學(xué)整合到血管系統(tǒng)中鋪平了道路，該系統(tǒng)可以用作進(jìn)一步治療的平臺(tái)，例如基因療法、電刺激和電子控制的藥物釋放。

人造電子血管的無限可能

事實(shí)上，此前的研究已經(jīng)開發(fā)出多種組織工程血管，為心血管疾病患者難以治療的微小血管阻塞提供機(jī)械支持。

但這些組織工程血管有其局限性：它們不能主動(dòng)幫助血管組織再生，而且與自然組織不同，它們經(jīng)常在血流時(shí)引起炎癥。以至于現(xiàn)有的小直徑組織工程血管都不能滿足治療心血管疾病的需要。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性，研究人員用一根圓柱桿卷起由聚（L－丙交酯－co－ε－己內(nèi)酯）制成的金屬聚合物導(dǎo)體膜，制造出可生物降解的電子血管。

研究人員表示，在實(shí)驗(yàn)室的傷口愈合模型中，來自血管的電刺激增加了內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，這表明電刺激可以促進(jìn)新內(nèi)皮血管組織的形成。研究人員還成功地將三種不同類型的熒光細(xì)胞與電穿孔技術(shù)相結(jié)合，將其應(yīng)用于血液細(xì)胞的可滲透性更強(qiáng)的細(xì)胞中。

接下來，研究人員在新西蘭兔子身上測(cè)試了這種裝置，用電子血管替代了它們的頸動(dòng)脈——為大腦、頸部和面部供血。

具體來說，研究人員用多普勒超聲成像技術(shù)對(duì)植入物進(jìn)行了為期三個(gè)月的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)這種裝置在整個(gè)植入過程中都能提供充足的血流。用X射線和染料觀察動(dòng)脈內(nèi)部的成像測(cè)試顯示，人造動(dòng)脈的功能似乎和天然動(dòng)脈一樣好，沒有變窄的跡象。當(dāng)研究人員在三個(gè)月后取出植入物并分析兔子的內(nèi)臟時(shí)，他們沒有發(fā)現(xiàn)任何證據(jù)表明這些裝置產(chǎn)生了炎癥反應(yīng)。

盡管這些電子血管在兔子身上顯示出了替代動(dòng)脈的前景，但在這項(xiàng)技術(shù)準(zhǔn)備用于人體試驗(yàn)之前，還需要做更多的工作，包括在更大的兔子和其他動(dòng)物群體中進(jìn)行長(zhǎng)期的安全性試驗(yàn)。

此外，為了適合長(zhǎng)期植入，電子血管需要與比本研究中使用的電穿孔裝置更小的電子設(shè)備配對(duì)。

群鹿角逐心血管賽道

心血管是全球醫(yī)療器械第二大賽道。2018年，我國(guó)人造血管市場(chǎng)需求量為36．9萬條，同比增長(zhǎng)10．15％。隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)人造血管產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，市場(chǎng)需求量也隨之不斷增長(zhǎng)。

目前中國(guó)市場(chǎng)上人造血管產(chǎn)品主要依賴于進(jìn)口，市場(chǎng)完全由國(guó)外廠商主導(dǎo)，目前，以邁柯唯、泰爾茂等為代表的國(guó)外人造血管企業(yè)憑借較為完整的產(chǎn)品線、技術(shù)領(lǐng)先、研發(fā)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)較高的份額。進(jìn)口人造血管售價(jià)均在1萬－4萬元人民幣之間不等，總體而言市場(chǎng)價(jià)格偏高。中國(guó)僅有上海契斯特醫(yī)療科技公司，北京裕恒佳科技有限公司，上海索康醫(yī)用材料有限公司三家企業(yè)獲批生產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)人造血管市場(chǎng)占有度較低。

我國(guó)人造血管仍處于發(fā)展的起步階段，與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍存在較大差距。為推動(dòng)人造血管發(fā)展，2016年7月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》（國(guó)發(fā)［2016］43號(hào)），針對(duì)生物醫(yī)用材料，提出“應(yīng)重點(diǎn)布局可組織誘導(dǎo)生物醫(yī)用材料、組織工程產(chǎn)品、新一代植介入醫(yī)療器械、人工器官等重大戰(zhàn)略性產(chǎn)品，提升醫(yī)用級(jí)基礎(chǔ)原材料的標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建新一代生物醫(yī)用材料產(chǎn)品創(chuàng)新鏈，提升生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力”；《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020）》（2006年）將“先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備與生物醫(yī)用材料”作為人口與健康的優(yōu)先發(fā)展主題，要重點(diǎn)研究組織工程等技術(shù)，開發(fā)人體組織器官替代等新型生物醫(yī)用材料。上述政策將有效促進(jìn)我國(guó)人造血管行業(yè)的健康、快速發(fā)展。

未來，再加上人口老齡化狀態(tài)加劇，醫(yī)療消費(fèi)支出增加，中國(guó)心血管行業(yè)產(chǎn)值（2018年2．62億元）又會(huì)有一個(gè)不小的提升。根據(jù)資料顯示：預(yù)計(jì)到2026年中國(guó)人造血管市場(chǎng)需求量將達(dá)到59．9萬條，國(guó)內(nèi)真正掌握核心技術(shù)的企業(yè)有望在接下來的3－5年時(shí)間內(nèi)迎來發(fā)展契機(jī)。

責(zé)任編輯：PSY