组织、器官的丧失或功能障碍是人类健康所面临的主要危害之一。组织工程为组织器官的形成和再生提供了可能，其关键是支架材料植入体内后的快速血管化（图1）。然而，血管化过程非常复杂，主要依赖于不同细胞和生物活性诱导成分在时间、空间上的协调作用。
图1血管化组织示意图
膀胱脱细胞基质（BAM）是一种天然的生物相容性良好的细胞外基质支架材料，可作为优良的尿道替代材料。传统二维BAM支架结构致密、胶原蛋白纤维密度高，阻碍细胞渗透，不利于新生血管长入。BAM水凝胶不仅具有三维多孔网络结构，而且具有血管内皮生长因（VEGF）、血小板衍生因子-BB（PDGF-BB）等促进血管化的生长因子，能够很好地模拟细胞外基质微环境。因此，构建内皮细胞/ BAM水凝胶复合支架在组织工程血管化领域可能具有极大的潜力。
图2 内皮细胞/膀胱脱细胞基质复合水凝胶支架制备及动物实验示意图
东华大学纤维材料改性国家重点实验室张耀鹏、邵惠丽教授所领衔的生物质材料成型与加工课题组，与上海交通大学附属第六人民医院宋鲁杰副教授、黄建文博士、山东大学曹成波教授合作开展了血管化支架的研究。首先，将BAM预凝胶溶液与猪髋动脉内皮细胞（PIECs）共混，在37℃孵育得到PIECs/BAM复合水凝胶。相同条件下制备的PIECs/胶原蛋白（Col）复合水凝胶、空白BAM水凝胶（未负载PIECs）作为对照组。然后，将三者分别植入至裸鼠皮下，对水凝胶支架的体内血管化潜力进行探究（图2）。组织学（图3）分析表明，与对照组相比，PIECs/BAM组在术后第2、3周时，可以观察到水凝胶周围包裹的组织中分布着大量的新生血管，并且随着时间增加，血管形貌明显成熟。在第3周时，出现管腔更大的成熟新生血管，而对照组中却只能观察到管腔很小且不成熟的新生血管。此外，在术后第1周时，三组水凝胶支架移植部位均出现中性粒细胞集聚的急性炎症反应（图3 红色箭头）；而在术后第2和3周时，只能看到圆形的单核细胞浸润现象（图3蓝色箭头），即轻微炎症反应。
图3 在术后1，2和3周时，裸鼠移植部位的H&E染色和Masson染色图
（红色箭头和蓝色箭头分别表示急性炎症细胞和慢性炎症细胞，黑色箭头表示血管）
CD31免疫荧光染色结果表明，PIECs/BAM的新生血管密度明显高于对照组的新生血管密度，且具有显著性差异。而对照组PIECs/Col和BAM具有相似的新生血管密度，无显著性差异。因此，内皮细胞/膀胱脱细胞基质水凝胶复合支架具有优异的促血管化能力，是一种优秀的组织工程血管化支架材料。
2019年2月，该成果发表在《美国化学会应用生物材料》（ACS Applied Bio Materials）期刊上(Wenjing Liu et al, Angiogenesis Potential of Bladder Acellular Matrix Hydrogel by Compounding Endothelial Cells, ACS Appl Bio Mater. 2019,DOI: 10.1021/acsabm.8b00760)，东华大学硕士生刘文景和上海交通大学博士生曹乃龙为该论文共同第一作者，东华大学张耀鹏教授和上海交通大学附属第六人民医院泌尿外科黄建文主治医师为共同通讯作者，范苏娜博士及张慧慧副研究员为共同作者。该研究得到国家重点研发计划（2018YFC1105802，2016YFA0201702）、国家自然科学基金（21674018，81600524）等项目的资助。
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https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsabm.8b00760
