《Journal of Functional Biomaterials》：Is Fibrin a Suitable Matrix for Small-Diameter Bioartificial Vascular Grafts? An In Vitro Short-Term Hemocompatibility Study
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背景：目前耐用且具血液相容性的小口径血管移植物仍是血管组织工程领域的重大挑战，临床可用的合成移植物因缺乏血液相容性导致长期通畅率有限。近年来，纤维蛋白因其自体来源、可控制备及力学特性成为组织工程中有前景的支架材料，但纤维蛋白基小口径移植物的血液相容性尚缺乏系统
背景：目前耐用且具血液相容性的小口径血管移植物仍是血管组织工程领域的重大挑战，临床可用的合成移植物因缺乏血液相容性导致长期通畅率有限。近年来，纤维蛋白因其自体来源、可控制备及力学特性成为组织工程中有前景的支架材料，但纤维蛋白基小口径移植物的血液相容性尚缺乏系统性评估。方法：研究人员采用Chandler Loop循环模型，以人全血比较有无肝素涂层的纤维蛋白基小口径(5 mm)移植物与临床金标准——肝素涂层膨体聚四氟乙烯(ePTFE, expanded Polytetrafluoroethylene)移植物的血液相容性。比较了血小板(thrombocytes)、红细胞(erythrocytes)及白细胞(leucocytes)的细胞黏附情况；通过ELISA分别检测P-选择素(P-Selectin)评估血小板活化、补体膜攻击复合物(sC5b-9)评估补体系统活化、凝血酶–抗凝血酶复合物(TAT, thrombin–antithrombin complex)评估血浆凝血活性；并以扫描电镜(SEM)观察管腔表面相互作用及血小板活化。结果：纤维蛋白基移植物在细胞计数变化、凝血途径激活及血小板活化方面的短期血液相容性与肝素涂层合成移植物相当，即便生物人工移植物未经肝素涂层亦然。结论：该早期分析结果支持纤维蛋白作为小口径血管组织工程中有前景的支架材料。
论文解读：纤维蛋白(Fibrin)小口径生物人工血管移植物基质适用性及体外短期血液相容性研究
研究背景与立项依据
心血管疾病是全球首要死因，冠状动脉疾病及外周动脉疾病常需行小口径（<6 mm）血管旁路移植术。大口径合成移植物（ePTFE、Dacron?）远期通畅率良好，但小口径合成移植物因血栓率高导致5年通畅率低于50%，即便经肝素涂层仍不理想。自体静脉移植受限于取材困难及质量差异。因此临床亟需新型小口径血管替代材料。纤维蛋白（Fibrin）因可取自外周血、聚合过程可控、具一定力学性能，被视为有前途的血管组织工程基质材料，且前期研究已证实其可制成小口径管道并耐受生理压力。然而，作为小口径血液接触材料最关键的特性——血液相容性（Hemocompatibility，即抗血栓、低补体活化、低溶血及低血细胞黏附/活化），纤维蛋白基小口径移植物此前尚未被系统评价。本研究旨在以临床常用的肝素涂层ePTFE移植物为对照，体外动态评估纤维蛋白基小口径移植物的短期血液相容性，并探讨额外肝素涂层的影响，为纤维蛋白作为小口径组织工程血管支架材料提供实验依据。该论文发表于《Journal of Functional Biomaterials》。
主要关键技术方法概述
研究人员以冷沉淀纤维蛋白原加凝血酶(Thrombin)、XIII因子(Factor XIII)及CaCl2聚合于外径5 mm模具内，经腔内球囊压迫压实制得长10 cm、外径5 mm的纤维蛋白基小口径血管移植物；部分标本按两步法行腔面肝素涂层（先凝血酶PBS液孵育，后肝素液孵育）并经10E4表位免疫荧光验证。以临床肝素涂层ePTFE移植物（VascuGraft? Flow, 5 mm）为阳性对照，空白无样本管为阴性对照。采用Chandler Loop?体外循环系统，纳入8名健康供体（男女各半，20–35岁）枸橼酸钠抗凝全血，每组平行n=8，37℃、30 rpm旋转循环4 h。检测指标包括：全自动血细胞计数（血小板、红细胞、白细胞、血红蛋白、红细胞压积）；离心分离血浆行ELISA检测凝血酶–抗凝血酶复合物(TAT)反映凝血激活、sC5b-9反映补体终端激活、P-Selectin(CD62P)反映血小板活化，数值均除以同期空白对照组校正；取移植物中段行扫描电镜(SEM)观察管腔面细胞黏附与形态。组间比较采用单因素方差分析(One-way ANOVA)，p<0.05为差异显著。
研究结果
3.1. Hemocompatibility Analysis（血液相容性分析）
循环4 h内各组均未发生移植物内血栓性闭塞。血小板计数较基线均有下降，未涂层纤维蛋白移植物残留85.8%±8.9%，肝素涂层ePTFE移植物(VascuGraft)残留85.0%±11.1%（p=0.956，两者无统计学差异）；肝素涂层纤维蛋白移植物血小板消耗更明显（残留77.5%，p=0.046 vs 未涂层纤维蛋白组）。红细胞、白细胞计数及血红蛋白、红细胞压积各组成分较基线均无显著变化。TAT水平在未涂层纤维蛋白移植物中较基线约升高2倍，肝素涂层纤维蛋白移植物升高更明显，而ePTFE组无显著升高；sC5b-9水平在未涂层纤维蛋白移植物无明显升高，肝素涂层纤维蛋白移植物甚至低于基线；各组成熟P-Selectin水平较基线无显著变化且无组间差异。结论：未涂层纤维蛋白移植物在血小板消耗、补体与凝血系统激活方面与肝素涂层ePTFE相当，短期血液相容性近似。
3.2. Scanning Electron Microscopic Assessment（扫描电子显微镜评估）
SEM显示三组管腔面均有血小板黏附，黏附血小板可见伪足形成提示处于活化状态，分布均匀，未见特定易栓区域；除散在个别红细胞外未见其他血细胞黏附或附壁血栓形成。结论：纤维蛋白移植物腔面血小板黏附及活化程度与肝素涂层ePTFE相似，未观察到过度血栓形成。
讨论与结论总结
讨论指出Chandler Loop模型符合ISO 10993-4标准，适用于小口径移植物体外血液相容性评价，虽有气?液界面等局限，但较滚泵灌注系统剪切损伤小。核心发现为：未涂层纤维蛋白基小口径移植物短期血液相容性与临床金标准——肝素涂层ePTFE相当（血小板消耗、补体sC5b-9、P-Selectin及SEM表现均无显著差异），提示纤维蛋白本身具备可接受的血液接触安全性。纤维蛋白移植物TAT轻度升高可能与聚合残留可溶性凝血酶有关，建议后续加强聚合后漂洗。额外肝素涂层虽降低补体sC5b-9，却增加血小板消耗及TAT升高（可能与残留涂层用凝血酶干扰有关），且未进一步改善整体血液相容性，结合肝素涂层长期脱落风险及无法促组织整合，认为小口径纤维蛋白移植物未必需常规肝素涂层。研究局限性包括Chandler Loop非脉动流、仅短期(4 h)评价、未评估内皮化影响及长期体内表现。与胶原等天然材料比，纤维蛋白诱发血小板聚集倾向更低；与ePTFE比，兼具生物活性可支持细胞种植与组织整合。
结论（翻译）
研究人员证实，小口径生物人工纤维蛋白基血管移植物表现出与当前临床金标准——肝素涂层ePTFE移植物相当的血液相容性。由于未涂层生物人工移植物已展现出与肝素涂层合成移植物相近的血液相容性特征，纤维蛋白基小口径移植物可能并不必需额外肝素涂层。综上所述，本早期阶段研究结果支持纤维蛋白作为小口径血管组织工程中有前景的支架材料。但尚需进一步研究明确这些特性在长期体内试验中的表现。
