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。其進展也對于解決心血管系統(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傷口愈合模型中的細胞增殖和遷移，并可以通過電穿孔將基因可控地遞送到血管的特定部位。通過兔頸動脈置換模型的3個月體內(nèi)研究，其評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脈造影證實了其通暢性。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)可以用作進一步治療的平臺，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械支持。

但這些組織工程血管有其局限性：它們不能主動幫助血管組織再生，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，在實驗室的傷口愈合模型中，來自血管的電刺激增加了內(nèi)皮細胞的增殖和遷移，這表明電刺激可以促進新內(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胞與電穿孔技術(shù)相結(jié)合，將其應(yīng)用于血液細胞的可滲透性更強的細胞中。

接下來，研究人員在新西蘭兔子身上測試了這種裝置，用電子血管替代了它們的頸動脈——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)對植入物進行了為期三個月的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)這種裝置在整個植入過程中都能提供充足的血流。用X射線和染料觀察動脈內(nèi)部的成像測試顯示，人造動脈的功能似乎和天然動脈一樣好，沒有變窄的跡象。當(dāng)研究人員在三個月后取出植入物并分析兔子的內(nèi)臟時，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脈的前景，但在這項技術(shù)準備用于人體試驗之前，還需要做更多的工作，包括在更大的兔子和其他動物群體中進行長期的安全性試驗。

此外，為了適合長期植入，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。

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，我國人造血管市場需求量為36．9萬條，同比增長10．15％。隨著社會的發(fā)展，我國人造血管產(chǎn)量不斷增長，市場需求量也隨之不斷增長。

目前中國市場上人造血管產(chǎn)品主要依賴于進口，市場完全由國外廠商主導(dǎo)，目前，以邁柯唯、泰爾茂等為代表的國外人造血管企業(yè)憑借較為完整的產(chǎn)品線、技術(shù)領(lǐng)先、研發(fā)能力強等優(yōu)勢，占據(jù)國內(nèi)市場較高的份額。進口人造血管售價均在1萬－4萬元人民幣之間不等，總體而言市場價格偏高。中國僅有上海契斯特醫(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)，國產(chǎn)人造血管市場占有度較低。

我國人造血管仍處于發(fā)展的起步階段，與國外先進水平相比仍存在較大差距。為推動人造血管發(fā)展，2016年7月，國務(wù)院發(fā)布《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》（國發(fā)［2016］43號），針對生物醫(yī)用材料，提出“應(yīng)重點布局可組織誘導(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)用級基礎(chǔ)原材料的標準，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)競爭力”；《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020）》（2006年）將“先進醫(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我國人造血管行業(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)療消費支出增加，中國心血管行業(yè)產(chǎn)值（2018年2．62億元）又會有一個不小的提升。根據(jù)資料顯示：預(yù)計到2026年中國人造血管市場需求量將達到59．9萬條，國內(nèi)真正掌握核心技術(shù)的企業(yè)有望在接下來的3－5年時間內(nèi)迎來發(fā)展契機。

責(zé)任編輯：PSY