近日，重医附一院金山院区采用由领博生物自主研发的组织工程增强型生物人工血管，成功完成全球首例尿毒症患者救治。历经两年时间，患者在该疗法的支持下，体内的生物血管已超过产品设定的两年人工材料降解时限，成功实现自身组织替代，于体内“长”出了一条新的血管。
随着老龄化现象加剧以及医疗技术的不断创新，国的人工血管市场需求越来越旺盛，生物人工血管的研发与应用将成为未来医疗领域的一个重要方向。
那么，什么是人工血管？目前人工血管的发展情况又是怎么样的呢？
（重医附一院血管外科专家为患者进行手术。图源华龙网）
何为血管？
血液循环系统由心脏和血管组成。心脏，作为动力源泉，驱动血液在体内循环不息；而血管，则构成了血液流通的复杂网络，扮演着运输、分配血液及促进物质交换的关键角色。在人体中，除了角膜、毛发、指甲、牙釉质及上皮组织等少数区域外，血管系统广泛分布于全身各处。依据结构与功能的不同，血管主要分为动脉、静脉和毛细血管三大类。
动脉将血液从心脏泵至身体各处，静脉收集身体各处的血液送回心脏，毛细血管将动脉与静脉连接，并作为血液与组织进行物质交换的场所。动脉起自心脏，不断分支，口径渐细，管壁渐薄，最后分支为大量分布于全身各组织和细胞间的毛细血管。毛细血管再汇合，逐级形成静脉，最后返回心脏，进而形成血管系统。
在我国城乡居民疾病死亡构成比中，心血管疾病占首位。据《中国心血管健康与疾病报2022》显示，2020年心血管疾病分别占农村、城市死因的48.00%和45.86%；大约每5例死亡中就有2例死于心血管疾病。其病理生理机制是血管狭窄、闭塞或严重功能障碍。
血管置换术是目前治疗血管阻塞的首选手术方法。在血管相关疾病的治疗中，人工血管用于替换狭窄或闭塞性血管，为人类的生命健康搭建起一条条至关重要的“生命通道”。
人工血管的发展历史
人工血管是人工制造的血管代用品，适用于全身各处的血管置换术。目前，人工血管所采用的材料种类相当丰富，既有不可降解的合成材料（例如膨体聚四氟乙烯、涤纶、聚氨酯），也有生物可降解聚合物（如聚乙丙交酯、聚ε-己内酯）以及天然聚合物（包括弹性蛋白、胶原蛋白、丝素蛋白、透明质酸等）。
早在19世纪末，科学家们就已开启了对人工血管的探索之旅。1900年，奥地利-德国外科医生Payr首次在人体试验中使用了镁制细管作为血管假体，然而，该尝试因镁诱导的纤维化组织导致血栓栓塞，患者在术后3天不幸因肺炎去世。
时间推进到1951年，Dubost等人利用尸体主动脉作为异体移植物，成功完成了动脉瘤切除术和移植物植入手术。1954年，Blakemore和Voorhees则率先使用合成动脉代用品治疗了10名患者，这一举措为人工血管的后续发展奠定了坚实基础。1958年，De Bakey等人提出了使用涤纶血管假体替代尸体同种异体移植物的方法，以降低晚期并发症的风险。
进入20世纪末，随着高分子学科的蓬勃发展，研究人员主要聚焦于合成材料，其中涤纶（PET）、聚氨酯（PU）和膨胀聚四氟乙烯（ePTFE）成为了血管手术的热门选择。然而，当血管直径小于6mm时，这些材料在植入后可能因血栓形成和血管间顺应性不匹配而增加手术风险，因此不适合用作植入物。
为了解决这一问题，1985年，Vanderlei开发出了一种由聚氨酯和聚L-乳酸组成的复合移植物，该移植物具有与正常动脉壁组织相似的强度、顺应性和抗血栓性能。同年，阿根廷外科医生Parodi与放射学家Palmaz合作，在犬模型上试验了一种由不锈钢和涤纶管制成的支架，并开发出一种腹主动脉修复技术。1990年，第一例成功的人血管内动脉瘤修复手术得以完成。
近年来，人工血管的研究仍在国内外持续进行。2015年11月，日本国立循环器官疾病研究中心宣布，该中心研究人员成功研制出直径仅为0.6毫米的人工血管。这是目前世界最细的人工血管。2019年4月，VASOLINE人造血管（由百优达生命科技研发）在北京安贞医院成功完成了首例临床植入手术，该产品采用聚酯纤维编织而成，并涂覆有可降解生物材料，适用于动脉的替换、修补和旁路手术。2020年12月，全球首例采用三层仿生结构的人造血管（由杨森生物制造）在阜外医院成功应用于巨大腹主动脉瘤切除并人造血管置换手术中。
人造血管是我国《中国制造2025》和国家重点支持的战略新兴产业。近年来，随着人口老龄化进程加快，以及医疗水平提升，人造血管市场需求逐渐释放，但受技术、资金以及研发实力限制，我国人造血管进口依赖度还较高。
需要注意的是，尽管人工血管已经在临床得到广泛应用，但完全符合天然血管的功能和复杂结构仍然是一个挑战。因此，人工血管的研究仍在不断进行，以寻求更好的材料、设计和制备方法，以实现更好的临床效果。
参考资料：
[1]钟彬儒,苏超,等.人工血管的研发进展及应用现状[J].中国心血管杂志, 2024,29 (05).
[2]吴鑫,侯磊,等.小口径人工血管的研究现状及展望[J].医用生物力学,2024,39 (02).
记 者：叶家余
编 辑：卢婷婷
主 编：陈鑫
总 编：余师亮
