全球每年至少500000例血管手术涉及血管置换。对于血管移植物的临床需求是迫切的。目前对大口径血管(直径大于6mm)诸如胸主动脉、腹主动脉、髂动脉、股总动脉等临床上移植替代物有较多的选择,包括自体血管移植物、异体血管移植物、人工血管移植物(Dacron、EPTFE等),其中异体血管移植物因其强烈的免疫源性临床上早已淘汰,其他各种替代物则有较好的临床效果。而对于直径小于6mm的动脉,人工血管存在移植血管急性血栓形成、吻合口内膜增生、动脉瘤形成、移植物感染、动脉粥样硬化等缺点,临床上至今未找到除自体血管移植物外的其他良好的血管替代物。不幸的是自体血管库的有限性(自体血管病变、血管毁损、自体血管已被取用等原因)进一步限制了临床上小口径血管移植术的成功开展。　　 上世纪80年代随着材料学、工程学和生命科学的发展,提出了血管组织工程学的概念,同时随着90年代纳米技术的出现和发展,组织工程进一步得到发展,人们开始利用纳米技术构建仿生组织工程组织器官。本研究利用静电纺丝能进行纳米级操控的优势,将兔子自体血管来源的种子细胞(血管内皮细胞、血管平滑肌细胞)以及血管细胞外基质成分进行电纺,于体外构建成与天然血管有相似纳米微观构造的组织工程血管,然后再将体外成功构建的纳米仿生组织工程血管移植回提供种子细胞的兔子,尝试了一种全新的组织工程血管。全文分四部分。　　 第一部分、兔动脉血管平滑肌细胞、血管内皮细胞培养及鉴定　　 目的:为构建组织工程血管提供种子细胞。　　 方法:兔麻醉后取下双侧兔耳廓动脉,分别采用酶消化法和组织块贴壁法培养血管内皮细胞和平滑肌细胞并传代,倒置显微镜、扫描电镜、透射电镜观察和免疫组化鉴定。　　 结果:成功的培养出血管内皮细胞和平滑肌细胞并传代。倒置显微镜下血管内皮细胞呈“鹅卵石”形态,平滑肌细胞呈典型的“峰一谷”状,透射电镜见内皮细胞特征性w-p小体,平滑肌细胞大量肌丝,免疫组化内皮细胞Ⅷ因子(＋),平滑肌细胞肌动蛋白抗体(＋)。　　 结论:所培养的血管内皮细胞和平滑肌细胞为组织工程血管的研究提供了细胞来源。　　 第二部分、电纺高压静电场对兔动脉平滑肌细胞增殖的影响　　 目的:了解静电纺丝对平滑肌细胞活性和增殖力的影响。　　 方法:原代兔耳廓动脉平滑肌细胞获取后体外培养并传代,取第4～5代平滑肌细胞分成实验组和对照组。实验组平滑肌细胞通过18kV的电纺后,将收集到的平滑肌细胞重新配成细胞悬液并计数,再将细胞悬液分配到24孔培养板置入含5％CO2、37℃的恒温孵育箱孵育,当平滑肌细胞的生长密度达到75％左右时,加入BrdU,细胞培养1h,然后移去培养液,依次PBS清洗4次。4％多聚甲醛固定10min,结合有FITC的抗BrdU抗体室温反应2小时,加入荧光素TOTO3和结合有荧光素Rodamin的抗α-Smactin反应45min。PBS清洗后封片,用Leica共聚集显微镜观察并摄片。实验数据用均数±标准差表示,两组间比较用t检验,统计学分析用SPSS统计软件完成。　　 结果:实验组平滑肌细胞增长率为25.7±1.01％,对照组平滑肌细胞增长率为26.3±0.92％,差别无显著统计学意义(P＞0.05,n=24)。电纺高压静电场对平滑肌细胞增殖无明显影响。　　 结论:经高压静电纺丝后的平滑肌细胞仍然有良好的生长增殖能力。为下一阶段运用高压静电纺丝技术同步构建纳米仿生组织工程血管提供了理论基础。　　 第三部分、纳米仿生组织工程血管体外构建的实验研究　　 目的:利用静电纺丝(electrospinning,ELSP)技术构建具有纳米结构的纳米仿生组织工程血管(nano-biomimetic tissue engineered blood Vessel,NBTEBV)。　　 方法:制各兔血管内皮细胞(vascular endothelial cell,VEC)体外培养育种管型模具;采用多排喷头ELSP混纺兔平滑肌细胞(vascular smoothmuscle cell,VSMC)悬液及仿细胞外基质(mimic extracellular matrix,MECM)溶液构建NBTEBV。NBTEBV用生物反应器体外培养,MTT检测静置24h和动态培养7d后NBTEBV上VEC/VSMC的成活和增殖能力,行HE染色、扫描电镜观察及最大抗张力检测。　　 结果:动态培养第7天的NBTEBV长57mm,外径4mm,壁厚0.4mm,色乳白,质地均匀,具有良好的柔韧性及弹性。静态孵育24hMTT检测血管上成活细胞相对数为3.5×105/mg,动态培养7d后为8.9×107/mg。扫描电镜及HE染色观察示NBTEBV与天然血管有相似的纳米结构及组织学特点,电镜结构呈现由100nm支架纤维构成的孔径约600nm的网状结构,HE染色内皮细胞和平滑肌细胞分层构建成血管状。动态培养第7天组织工程血管最大静水压为124.1 kPa.,拟生理血压下(14.6/9.3 kPa)管径顺应变化率3.O％;20mm×5mm组织片最大抗张强度为1.85MPa。　　 结论:利用ELSP技术可以将VSMC和MECM的支架材料同步构建成具有与天然血管相似纳米结构的组织工程血管。　　 第四部分、仿生纳米组织工程血管置换兔腹主动脉的实验研究　　 目的:兔自体种子细胞构建的NBTEBV移植置换兔腹主动脉,观察NBTEBV在兔子体内降解和重塑演化过程,检验构建的纳米仿生组织工程血管的组织相容性。　　 方法:1、静电纺丝体外构建仿生纳米组织工程血管(参照论文第三部分)2、用同体种子细胞来源的NBTEBV置换兔子腹主动脉,观察NBTEBV在兔子体内的降解以及重塑演化过程。分别于术后当天、第1、4、12周行DSA检查;第4、12周行彩色多普勒检查;于第1、4、12周分别活体解剖4只兔子,观察移植血管体内状态。　　 结果:17只兔移植血管在观察期间保持通畅,3只兔子术后36小时死于移植段腹主动脉闭塞。手术当日、术后第1、4、12周DSA检查均显影良好,第4、12周彩色多普勒检查见移植血管保持通畅,血流为层流,血流速度未见异常,无血管扩张。　　 结论:本研究检验了构建的纳米仿生组织工程血管的强度、顺应性,证实所构建的组织工程血管有较好的手术可操作性。发现所构建组织工程血管在同体移植术后有良好的组织相容性,其在动物体内的自然重塑演化过程符合组织工程技术要求,电纺构建纳米仿生组织工程血管是可行的。同时也发现了其不足,在组织工程血管构建的领域寻求了一个具有建设性的方向。