临床上,血管再形成领域对血管替代的需求日益增加,人工血管为自体移植提供了一种替代策略。但是,小口径(直径小于6 mm)血管经常伴有血栓和早期损坏的风险。虽然已经获得非常有前景的研究成果,但是还没有实施到具体的临床应用中。先前我们已经探索了一种丝织物为基本框架复合再生丝素蛋白设计而成的三维小口径血管支架的制备技术。这种支架具有与动脉血管类似的三层仿生结构(内、中、外膜三层),通过改变制备参数可以调节血管支架的结构和性能。前期已经将该丝素小口径血管支架植入动物体内进行了细胞相容性研究和通畅性观察。结果显示了丝素血管支架植入后能保持长期通畅性,并且能很好的支持血管内皮和平滑肌细胞的粘附、铺展和增殖。这种丝素小口径血管支架是可生物降解的,最终希望在原位诱导自身血管重建。血管组织功能尤其力学性能是血管能否重建成功的关键,血管的力学性能取决于细胞外基质,其中弹性纤维与胶原纤维是赋予血管力学性能的重要成分,两种蛋白纤维的自组装及其排列是再生血管成熟的标志。因此,本文重点探究了丝素小口径血管支架植入动物体内后组织再生及成熟能力。首先,将生丝经脱胶、溶解、透析和浓缩处理得到丝素蛋白溶液,复合丝素管状织物借助自制的模具,采用冷冻干燥法得到三层结构的小口径血管支架。以兔子为受体,丝素小口径血管支架作为血管假体,利用端端吻合手术植入兔颈总动脉。在设定的时间点处死动物、取出材料,并进行异物处理和保存。从SEM照片和HE染色图片可知,在支架植入一个月时,整个管壁呈夹心结构,在管壁的内外侧均有新的组织生成,且新生组织周向有序排列;植入三个月时,整个管壁形态结构与一个月相似,再生组织区域变宽,但因再生丝素蛋白多孔材料降解而使得支架内部出现一些空缺;在六个月时,管壁中的丝素多孔结构基本消失,新生组织覆盖整个管壁;植入后一周至三个月,支架中没有明显的有序排列,主要是细胞外基质沉积。植入后六个月开始,再生组织开始有序化分布,纤维结构由起初的小纤维逐步集聚成大纤维束,并进一步抱合、弯曲。从免疫组化照片分析知,弹性蛋白、Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原在血管支架植入体内的初期(一周),便开始在支架空间内逐步积累;随着时间的推移,三种蛋白表达量持续增加至九个月,之后处于动态平衡。Ⅰ型胶原的分泌量最多,弹性蛋白次之,Ⅲ型胶原最少。RT-PCR定量分析结果显示,在植入后的整个时间段,弹性蛋白的表达能力呈现动态的变化。在植入的初始阶段(一周),因创伤弹性蛋白的mRNA相对表达水平显著高于自体血管;植入一周至三个月,随着支架内细胞外基质的大量沉积,弹性蛋白表达水平显著下降;因三个月后丝素材料显著降解,支架内部出现了空缺,平滑肌细胞增殖活性以及细胞外基质分泌能力提高,故在植入六个月时,弹性蛋白表达能力又显著提高。随着再生组织的有序自组装与成熟,在植入九个月时,弹性表达水平显著下调。Ⅰ型、Ⅲ型胶原的表达能力的动态变化与弹性纤维相似,但Ⅲ型胶原在植入六个月后,仍保持较高的表达水平。从WVG染色和Masson染色图片可知,植入一个月,管壁内外侧出现了弹性纤维的分布;三个月时,内外侧的弹性纤维变得连续、弯曲,并随着植入时间的延长,更加有序规整,且由两侧向内侧逐渐延伸分布。植入六个月,支架内侧均匀出现了不规则的纤维状紫色分布,九个月开始,弹性纤维进一步有序化,且整个支架内部弹性纤维的粗细及分布均匀。胶原纤维的形成与分布与弹性纤维相似,外侧胶原纤维较粗,内侧胶原纤维较细且更为曲折。促进弹性纤维和胶原纤维自组装的类赖氨酰氧化酶1自植入三个月开始在支架中积累分布,并维持平衡,但六个月后表达水平上调,尤其是九个月呈现高表达。总之,本研究中所采用的这种丝素小口径血管支架植入动物体内后,能获得良好的组织再生,表明该支架在临床上具有很好的应用前景。