心血管疾病是全球头号死因，其中动脉狭窄或阻塞常需通过搭桥手术来治疗。然而，临床使用的“金标准”——自体血管，来源极其有限。对于小口径血管（如冠状动脉、透析用动静脉瘘），现有的合成材料移植物失败率极高，两年通畅率可能低至17%-30%。这些失败源于合成材料引发的“异物反应”，导致慢性炎症、血栓形成、内膜增生和感染等并发症。因此，研发一种兼具良好生物相容性、合适机械性能并能实现长期通畅的新型血管移植物，是组织工程和再生医学领域的迫切需求。
三十年前，研究人员开创了“无支架”方法，利用体外培养的细胞（如人皮肤成纤维细胞）分泌沉积形成坚固的细胞外基质薄片，即细胞组装细胞外基质（Cell-Assembled Extracellular Matrix, CAM）。基于CAM，团队曾制造出首个具有临床相关机械性能的完全生物性组织工程血管移植物（Tissue-Engineered Vascular Grafts, TEVGs）。但传统卷叠CAM薄片制造TEVG的工艺耗时漫长。为此，研究团队转向纺织灵感，开发了编织组装策略，将CAM薄片切割成带状“线”，再通过定制圆织机织成管状移植物，从而将组装时间从数周缩短至数小时，并实现了对移植物几何形状和机械性能的精确调控。
此前，团队已证明编织CAM管具备适合用作血管移植物的机械性能。在本研究中，来自法国波尔多大学等单位的研究人员Diane Potart、Maude Gluais、Nicolas L'Heureux及其合作者，首次报告了这种人源编织TEVG的长期体内功能评估结果，相关论文发表在《Biomaterials》上。他们利用编织工艺的灵活性，成功制造出迷你化人源TEVG（内径1.5毫米），并将其植入免疫抑制（裸）大鼠的腹主动脉进行长达一年的观察。
研究人员运用的主要关键技术方法包括：利用人皮肤成纤维细胞（HSFs）培养生产CAM薄片并将其切割成带状“线”；使用定制圆织机通过平纹编织工艺制备迷你TEVG；对TEVG进行机械性能评估（尺寸、缝合固位力、透壁通透性、计算爆破压）；在免疫抑制大鼠模型中进行腹主动脉间位移植手术；通过超声成像评估移植物通畅性；对取出的移植物进行系统的组织学（H&E、VM、AR染色）和免疫荧光分析（针对αSMA、Calponin、Elastin、vWF、VE-cadherin、CD68、CD206等标志物），以评估移植物重塑、新组织形成、免疫反应及钙化情况。
研究结果
迷你TEVG：结构与机械性能
研究首先成功编织出适用于大鼠腹主动脉（内径1-2毫米）植入的迷你TEVG。该移植物结构致密均匀，透壁透水性极低。尽管因技术限制未能直接测量爆破压，但根据巴洛公式估算其爆破压高达7590 mmHg，远超大鼠腹主动脉生理范围，表现出超生理的机械强度。同时，其缝合固位力也显著高于大鼠原生主动脉，表明其具备足够机械强度用于动脉循环。
迷你TEVG：植入研究与手术结果
将迷你TEVG植入大鼠腹主动脉后，超声成像显示移植物的编织结构特征，并证实了高通畅率。一年后，总体通畅率达到86%。影像学还发现，在85%的案例中，吻合口附近的原生主动脉形成了假性动脉瘤，这可能与移植物的过度刚性和手术缝合有关，但这些动脉瘤未随时间增长或破裂。
迷你TEVG：进行性体内重塑
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新组织形成：植入前，TEVG内壁呈波浪状。从1个月起，开始有宿主细胞形成的“新中膜”出现在管腔内表面，并首先在吻合口附近增厚，表明组织可能从原生血管经吻合口迁移而来。到3个月时，新组织已覆盖整个移植物内表面，其厚度随后保持稳定，平滑了原先不平整的管腔。
- 2.
新组织表征：免疫荧光分析显示，早在植入1个月时，新组织中的细胞就共表达α平滑肌肌动蛋白（αSMA）和Calponin，表明存在分化较好的平滑肌细胞。同时，通过Verhoeff弹力纤维染色和弹力蛋白免疫染色，检测到新组织中有弹力蛋白沉积，且其含量随时间增加。此外，在1个月时即可观察到血管性血友病因子（vWF）阳性的内皮细胞单层覆盖在新组织表面；到3个月时，形成了连续的内皮层，且细胞沿血流方向排列，通过VE-cadherin染色证实了细胞间连接的存在。
- 3.
免疫反应表征：组织学分析显示，TEVG周围没有明显的异物反应迹象，如纤维化包裹或多核巨细胞，而这些反应在合成缝合线周围清晰可见。对巨噬细胞的定量分析发现，在植入1个月时，管腔表面和移植物外表面均有CD68+巨噬细胞浸润，其中许多共表达CD206，提示M2型（促重塑表型）巨噬细胞占主导。到3个月时，这些巨噬细胞的密度显著下降至与对照组织相当的水平，表明炎症反应轻微且是暂时性的。
- 4.
钙化：一个意外的发现是，在植入1个月后，TEVG管壁的CAM基质中出现了钙化点，这在过去25年的CAM体内研究中从未观察到。钙化仅发生在基质高度致密压缩的区域（如紧密编织的管壁、扭转的纬线、打结处），而这些区域基本没有细胞浸润。与之对比，未被紧密压缩的、松散的剩余CAM编织带即使到12个月也未出现钙化。这表明钙化可能与高压缩状态下细胞残骸清除受阻引发的无菌性矿化有关。
研究结论与重要意义
本研究首次完成了基于CAM编织的TEVG长期体内功能评估。尽管面临小动物模型的技术挑战，但该人源编织移植物在免疫抑制大鼠体内展现了高达86%的一年通畅率、优异的机械稳定性以及良好的生物相容性。移植物引发了轻微且短暂的免疫反应（以M2型巨噬细胞为主），并成功促进了宿主源性、内皮化的“新中膜”形成，其中包含分化的平滑肌细胞和弹力蛋白，且无血栓形成、内膜增生或纤维化包裹。
研究的重要意义在于：首先，它验证了“纺织工程”策略用于制造完全生物性、人源TEVG的可行性，该工艺速度快、可调控，具备规模化生产潜力。其次，CAM作为天然、非交联的细胞外基质材料，其机械性能与人体组织匹配，避免了合成材料的异物反应和化学交联生物材料的免疫原性问题。然而，研究也揭示了两个需要优化的问题：一是移植物因编织过密导致的过度刚性和由此可能引发的吻合口并发症（如假性动脉瘤）；二是高压缩CAM区域出现的意外钙化。这为后续改进指明了方向，例如通过调整编织参数降低密度以增加顺应性、促进细胞浸润和内皮化，或对CAM进行去细胞化处理以清除可能引发钙化的细胞残骸。
综上所述，这项研究为治疗小口径血管疾病提供了一种极具前景的新型组织工程解决方案。基于CAM的编织TEVG在长期体内实验中表现出的稳定性和整合能力，为其迈向大型免疫健全动物实验乃至最终的临床应用奠定了坚实的基础。未来的工作将聚焦于在大型动物（如绵羊）模型中，使用同种异体CAM编织的TEVG，进一步评估其在更接近临床条件下的重塑动力学和长期性能。
