海洋来源硫酸化多糖增强纳米纤维PCL血管移植物的血液相容性和内皮化

本研究针对小口径组织工程血管移植物(sTEVGs)易发生血栓形成和内皮化不足的关键问题，创新性地利用海洋无脊椎动物(海参Holothuria tubulosa和海绵Sarcotragus spinosulus)提取的岩藻糖基化硫酸软骨素(fucosylated chondroitin sulfate)功能化电纺聚己内酯(PCL)支架。通过EDC/NHS共价交联技术，构建的复合支架展现出显著抗凝血活性(aPTT延长)、抑制血小板黏附(LDH降低50%)，并促进人微血管内皮细胞(hMVECs)在4天内形成完整单层(VE-cadherin阳性)。该研究为开发具有快速内皮化和抗血栓特性的sTEVGs提供了可持续的海洋生物材料解决方案。

　　

心血管疾病是全球主要死亡原因，而小口径血管(直径<6mm)的替代治疗仍是临床重大挑战。目前临床使用的合成移植物如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和膨体聚四氟乙烯(ePTFE)仅适用于中大型血管，而自体血管移植又面临来源有限的问题。更棘手的是，合成材料普遍存在血栓形成风险（由材料表面与血液蛋白相互作用引发）和内皮化迟缓（因材料疏水性导致）两大瓶颈，这直接导致小口径组织工程血管移植物(sTEVGs)的临床转化失败率高达80%。

意大利萨萨里大学生物医学科学系的Gabriele Obino团队与荷兰马斯特里赫特大学研究人员合作，在《Cell Biomaterials》发表突破性研究。他们从地中海海绵Sarcotragus spinosulus和海参Holothuria tubulosa中提取具有独特硫酸化模式的岩藻糖基化硫酸软骨素，通过电纺和化学交联技术构建功能化聚己内酯(PCL)纳米纤维支架。研究发现，这种海洋多糖修饰不仅赋予材料优异的抗血栓性能，还能加速内皮细胞形成功能性屏障，为开发新一代sTEVGs提供了创新解决方案。

研究采用四大关键技术：1) 从海洋生物中提取并纯化硫酸化多糖（通过DEAE-Sephacel离子交换色谱）；2) 静电纺丝制备随机/定向排列的PCL纳米纤维（直径608-872nm）；3) EDC/NHS化学交联实现多糖稳定负载（TBO染色验证）；4) 多维度生物评价体系（包括aPTT/PT凝血试验、LDH法血小板黏附检测、hMVECs培养及VE-cadherin/vWF免疫荧光分析）。

Marine-derived sulfated polysaccharides enhance hemocompatibility and endothelialization of nanofibrous PCL for vascular graft applications

通过¹H-NMR和¹³C-NMR证实两种多糖具有差异硫酸化模式：海绵来源多糖主要显示岩藻糖C4位硫酸化，而海参多糖呈现更复杂的C2/C4双硫酸化。这种结构差异可能影响其生物活性。

Physicochemical properties of electrospun scaffolds

电纺PCL支架经氨基化和EDC/NHS交联后，接触角从125°降至<10°，实现超亲水改性。ATR-FTIR在3400cm^-1和1650cm^-1处出现特征峰，证实成功交联。

Coagulation assays

功能化支架使活化部分凝血活酶时间(aPTT)延长2.5倍，凝血酶原时间(PT)延长1.3倍，表明其对内源性和外源性凝血通路均有抑制作用。其中海参多糖效果优于海绵来源多糖。

Platelet adhesion assays

LDH检测显示PCL-海参多糖组的血小板黏附量较裸PCL降低68%，显著优于肝素(Hep)组。SEM观察到黏附血小板呈现球形静息态，而对照组可见伪足伸展的活化形态。

Cell culture on scaffolds

hMVECs在功能化支架上4天即形成完整单层（对照需21天），定向纤维引导细胞沿轴向排列。代谢活性检测(PrestoBlue)显示早期增殖加速，14天后进入静息期，符合生理性内皮形成规律。

这项研究开创性地将海洋硫酸化多糖应用于血管组织工程，其突破性体现在三方面：首先，岩藻糖基化硫酸软骨素的复杂硫酸化模式提供了优于肝素的多靶点抗凝机制；其次，材料表面快速内皮化（4天vs传统21天）可大幅降低临床移植后的急性血栓风险；最后，该研究践行"蓝色经济"理念，为开发环境友好型医疗器械提供范例。值得注意的是，海参多糖在促进内皮化方面表现尤为突出，这可能与其独特的双硫酸化结构相关，该发现为后续结构-功能关系研究指明方向。研究者建议下一步开展小口径管状移植物构建及大型动物实验，以推动该技术向临床转化。