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小直径血管移植物的成功再生需要快速内皮化以确保通畅性。然而，有效招募循环中的内皮细胞以实现这一目标仍是重大挑战。近日，西安交通大学的贺健康教授/第四军医大学口腔医学院吴炜教授团队利用高分辨率电流体动力学打印和静电纺丝技术设计了微纳米结构血管移植物，其具有快速内皮化和抗血栓的功能。
其团队相关技术研究成果以“Rapid endothelialization of printed vascular grafts byperivascularniche-circulating endothelial progenitors crosstalk”为题发表在《Nature Communications》上。
亮点：创新性与突破
1、结构设计与制造：采用电液动力印技术（EHD）融合EHD打印和静电纺丝的类3D打印技术，打造双层微纳结构血管移植物（MnVGs），首次实现人工血管机械强度与组织通透性的精准平衡，解决传统设计的核心矛盾。
2、机制发现与创新：首次揭示淋巴管内皮细胞是血管移植物早期内皮化的核心调控细胞，明确其通过信号通路定向招募循环内皮细胞（ECs）的串扰机制，发现血管再生新靶点。
3、效能与理论突破：在15mm缺陷的兔颈动脉模型中，MnVGs可实现术后2周快速内皮化，兔模型中移植物通畅率达90%，具有快速内皮化和抗血栓的双重功能。
WHAT：研究内容
本文针对小直径血管移植物内皮化迟缓、易形成血栓、远期通畅率低等关键瓶颈，如图 1 所示，开发了基于电液动力打印与静电纺丝的微纳结构化人工血管（MnVGs），实现了快速内皮化与高通畅率，为小口径血管移植提供了一种新的策略。
图1 MnVGs设计及再生机制示意图
解决方案：技术优势
1、血管移植物（MnVGs）制备与表征
部分围绕微纳分级结构血管移植物（MnVGs）展开系统制备与多维度表征研究。首先采用静电纺丝 + 电液动力学（EHD）打印复合工艺，构建多层移植物，通过调控 EHD 打印层数实现力学性能与细胞通透性的最优匹配，随后从微观形貌、表面粗糙度、力学性能、细胞浸润能力、抗血栓性能等方面进行全面测试，证实三层结构兼具理想强度、手术操作性、选择性通透与抗血栓性，可用于后续体内实验。
2、血管移植物（MnVGs）的新内膜再生和快速内皮化
通过组织学染色、材料残留定量分析、免疫荧光染色及扫描电镜等实验，系统评价了 MnVGs 的体内组织重塑、内膜再生与内皮化进程，结果证实 MnVGs 的分级多孔结构可有效诱导宿主外周组织长入，术后 2 周管壁即被细胞致密填 充，即MnVGs 通过促进新生外膜跨壁生长实现快速内皮化，进而保证移植物高通畅率。
图3 2周内血管移植物（MnVGs）的新内膜再生和快速内皮化
3、细胞调控机制
通过单细胞测序、空间转录组与细胞通讯分析发现，移植物再生过程中富集的LYVE+ 淋巴管内皮细胞，可通过信号交流定向招募血液中的 CD93+/CD34+ 内皮细胞定植于管腔，进而介导移植物快速内皮化，揭示了关键细胞调控机制。
图4 关键细胞调控机制示意图
结论
本研究通过静电纺丝与 EHD 打印复合技术构建了微纳分级结构血管移植（MnVGs），实现了机械强度与细胞通透性的合理平衡。该移植物能够有效促进新生外膜快速长入并在术后两周实现快速内皮化，在兔颈动脉缺损模型中展现出 90% 的高通畅率，长期再生后形成的血管在结构与功能上均接近天然动脉。机制研究进一步证实，新生外膜中的淋巴管内皮细胞可通过信号通讯定向招募循环中的 内皮细胞定植于管腔，进而介导移植物实现快速内皮化，这一系列成果为小直径人工血管的设计优化与临床转化提供了新的策略和理论依据。