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心血管疾病是危害人類健康的常見疾病之一，比較嚴重的患者，其主要的和輔助的治療手段為血管移植，自體血管來源有限。因此，臨床上需要大量的人工血管作為移植替代物。

人工血管為細胞的黏附、遷移與增值提供臨時支撐環境，需要具備良好的生物相容性，有適宜的降解速度，易加工成多孔結構，并具有合適的孔隙率，有利于細胞的浸潤與增值，具有一定的力學性能。加工成人工血管支架后，在體內能夠提供支撐作用，能夠承受手術過程中的縫合拉力與生物體血壓變化，并與天然血管順應性相匹配。

人造血管的研制開始于20世紀初，各國學者首先采用金屬、玻璃、聚乙烯、硅橡膠等材料制成的管狀物進行大量動物實驗，但因其易在短期內并發腔內血栓而未能在臨床上得到廣泛應用。隨著生物醫學工程學和生物材料學的發展，人工血管的研究得到廣泛的應用，人工血管材料得到不斷更新，主要有天然材料和合成材料。

膠原蛋白（Collagen）是細胞外基質（ECM）的主要成分。1986 年，Weinberg 等人首次將膠原凝膠作為人工血管支架在體外構建動脈模擬管狀物。膠原有著卓越的生物相容性，可促進細胞黏附，但其力學性能較差，需要通過各種方法進行改性：如紫外交聯處理、同其他高分子生物材料混合、在膠原層上種植細胞等方法。

膨體聚四氟乙烯PTFE

膨體PTFE人工血管首先在美國和日本進行動物試驗，于1971年人體臨床開始實際應用。目前已應用到人體的各部分如：內徑1mm-115mm的膨體PTFE人工血管已應用于腦外科手術，內徑2mm的人工血管已應用于心臟搭橋手術。膨體PTFE人工血管是有微細的無規小纖維連接著PTFE小結節所形成。這些小纖維間隙充滿了空氣，擁有50%的氣孔結構，而小結節的間隙則為15μm-30μm的連續多孔結構。

它具有以下特點：(1)抗血栓性和人體適應性優；(2)不漏血液；(3)即使彎曲了也不會纏繞；(4)縫合容易，不會裂開。由于ePTFE 具有電負性表面，可以有效防止血小板凝聚與血栓形成，用其制備的大口徑人工血管，其五年通常率可達到91%~95%，且不引起炎癥反應，已被廣泛用于臨床。然而，由于其順應性差，無新生血管生成等問題導致將ePTFE 用于小口徑人工血管移植時，通暢率下降至45%。

聚氨酯PU

聚氨酯材料的微相分離結構使其具有比其它高分子材料更好的生物相容性(包括血液相容性和組織相容性)，這種結構非常類似生物體血管內壁：宏觀上是十分光滑的表面，但是從微觀上看，卻是一個雙層脂質的液體基質層，中間嵌有各類糖蛋白和糖脂質。這種宏觀光滑、微觀多相分離的結構使其血管壁具有優異的抗凝血性能。同時PU又具有優異的耐疲勞性、耐磨性、高彈性和高強度，因此被廣泛用于生物醫學材料領域，用于制作人工心臟、人工肝、介入導管及高分子控緩釋藥物等等。

PU用于生物體內已有多年的歷史，而PU用于人造血管的研究僅10年的歷史。Gupta將PU與聚酯混編在一起，制成一種與人頸總動脈順應性極為相似的內徑為4~6mm的人造血管，在犬體內試驗表明植入6個月后，該血管通暢率良好，而且血管表面形成了一薄層穩定的新生內膜。

Jeschke則研制出內徑1.5mm, 長10mm的PU血管，將其經過碳化處理得到的PU血管與ePTFE血管進行動物實驗對比，發現PU血管比ePTFE血管具備更優良的性能。

雖然PU植入人體內的歷史已有30年，但是迄今為止，已有的PU材料還不能滿足人造血管臨床應用的高標準。如在長期使用過程中發現PU在體內會出現老化降解和鈣化現象，材料出現裂紋，甚至全部破壞。許多研究者對PU的降解機理進行了研究，認為PU降解機理主要為免疫反應細胞如巨噬細胞、異物巨細胞所引起的氧化降解。從前期所做的動物實驗中，我們發現植入到狗頸動脈的小口徑PU復合人造血管，2個月后行組織病理檢查，發現人造血管的管壁內有較多散在的炎性細胞的侵潤，進一步證實了上面的結論。因而炎性反應是誘發降解的根本因素，那么提高材料的組織相容性就是使材料不誘發或少誘發機體的炎性反應。但是當對材料進行修飾改性，提高其組織相容性時，往往又會給材料的力學性能甚至血液相容性帶來負面影響。