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近日，西安交通大学贺健康、毛茅团队联合西南医科大学彭建华、江涌团队报道了一种叶脉仿生微血管网络（LMM网络），用于缺血性脑卒中后损伤修复。该仿生移植支架可与宿主脑血管实现整合，促进新生血管生成，改善脑部灌注，减小脑梗死体积，同时重塑脑内免疫‑血管微环境，为缺血性脑卒中梗死周边微循环重建提供全新的临床前治疗策略。
相关工作以“Bioinspired microvascular networks for stroke recovery, cerebral revascularization, and neuroprotection”为题，发表于国际期刊《Trends in Biotechnolog》。
HIGHLIGHTS：创新性与突破
1、拓扑仿生结构创新：仿生构建叶脉网状层级分支拓扑结构，引导人类脐静脉内皮细胞（HUVECs）有序自组装，管径精准匹配脑皮层小动脉生理尺寸，解决传统策略血管生成无序、功能差的痛点。
2、原位预血管化体系：体外预制连续微血管网络，植入后快速与宿主血管整合，恢复梗死区灌注，突破单纯依赖宿主内生血管长入的速度限制。
3、免疫-血管协同调控：重塑局部免疫微环境，富集N2修复型中性粒细胞，降低会加重脑组织损伤的中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）生成，促进小胶质细胞协同清除中性粒细胞。
4、全维度功能验证：从脑灌注、血管新生、血脑屏障稳定，到梗死体积缩小、神经元保护、神经行为学改善，完成材料应用性能的系统性验证。
WHAT：研究内容
本研究基于叶脉仿生设计制备LMM微血管网络，从体外表征、皮下验证、脑卒中模型治疗到免疫机制解析开展系统研究：
1. 制备叶脉图案PDMS微通道模板，引导HUVECs和纤维蛋白自组装形成LMM网络；
2. 缺血性卒中小鼠模型开展颅内植入验证，结合RNA-seq转录组解析几何结构介导的分子调控通路。
3. 通过双光子活体成像和血管标志物染色等手段评价脑灌注恢复、血管新生、血脑屏障稳定性。
WHY：研究背景与意义
缺血性脑卒中占全部脑卒中的70%以上，是成人致残的首要病因。静脉溶栓、机械取栓等再灌注治疗仅能开通大血管，超过半数患者术后仍存在微血管无复流，持续的脑灌注不足引发神经元不可逆死亡，最终导致长期神经功能障碍。现有促血管再生策略包括生长因子递送、内皮细胞移植、细胞外囊泡等，但均存在关键局限：游离细胞在梗死缺氧微环境存活率低、分布不均；无细胞载体无法提供结构化引导，新生血管杂乱无序，难以形成功能性灌注网络；且普遍忽略了梗死区炎症微环境对血管再生的抑制作用。
与此同时，单纯的材料支架难以主动调控免疫应答，过度的中性粒细胞炎症与NETs释放会进一步破坏微血管、阻碍修复。因此，临床亟需开发兼具结构化血管模板功能与免疫微环境调控能力的新型脑卒中修复策略。
解决方案：技术优势
1、整体制备技术路线:仿生模板引导自组装，支架辅助实现精准移植
采用软光刻制备叶脉网状层级PDMS微通道模板，将人脐静脉内皮细胞（HUVEC）与纤维蛋白水凝胶混合后注入模板，培养诱导细胞自组装形成高度有序的LMM微血管网络；搭配电喷PCL弹性支架提供力学支撑，方便完整剥离与手术移植，避免结构变形。
2、基于光化学栓塞诱导的缺血性卒中小鼠模型开展颅内植入验证
叶脉网状结构具备多通路冗余、低流体阻力的天然优势，皮下植入实验证实：LMM组血管密度显著高于无细胞支架，28天即可形成人-鼠嵌合血管，部分血管接入宿主循环，具备血液灌注功能。
图2 小鼠模型开展颅内植入验证及血管重塑结果
3、重塑免疫微环境：富集N2样修复型中性粒细胞，抑制NETs炎症损伤
转录组与免疫染色共同证实，LMM移植后梗死周边显著富集N2样修复型中性粒细胞，促炎中性粒细胞比值显著降低；同时中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）水平显著下降，炎症负荷减轻，协同小胶质细胞对中性粒细胞的吞噬清除，避免中性粒细胞过度滞留引发持续炎症，实现“修复型中性粒细胞富集+及时清除”的动态平衡。
图3 LMM网络通过调节细胞活动重塑免疫-血管环境
结论
本研究提出的叶脉仿生微血管网络策略，巧妙融合了层级拓扑物理模板与免疫微环境主动调控双重优势。其核心价值在于：不再将材料支架仅作为被动的细胞载体，而是通过仿生结构设计同时实现血管引导生成与免疫重编程，协同解决脑卒中后微血管阻塞、炎症损伤两大核心难题，为缺血性脑卒中修复提供了兼具结构功能与免疫调控的新型方案。