论文标题：Large-Scale Surface Modification of Decellularized Matrix with Erythrocyte Membrane for Promoting In Situ Regeneration of Heart Valve

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.04.019

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华中科技大学同济医学院附属协和医院心血管外科董念国教授和乔韡华教授团队在《Engineering》期刊上发表了一篇题为《红细胞膜大尺度表面修饰脱细胞基质促进心脏瓣膜原位再生》的研究论文，介绍了一种新型组织工程心脏瓣膜（TEHV）的构建方法，为瓣膜性心脏病（VHD）的治疗提供了新的思路。

瓣膜性心脏病是重要的心血管疾病之一，主要由退行性疾病、风湿性心脏病或先天性心脏病引起，威胁着数百万人的生命。目前，心脏瓣膜置换术是治疗无法修复的VHD患者的唯一有效方法。然而，现有的瓣膜替代物，包括机械瓣膜和生物心脏瓣膜（BHV），都存在诸多缺点。机械瓣膜易引发血栓形成和栓塞事件，患者需要终身接受抗凝治疗；而BHV虽然血液相容性较好，但容易出现钙化和衰败，耐久性有限，且由于缺乏生长能力，儿童患者需要多次外科手术。因此，开发新型心脏瓣膜替代物成为研究的重点。

原位组织工程心脏瓣膜（TEHV）通过控制宿主对植入生物材料的反应实现修复、重塑和再生，具有广阔的应用前景。脱细胞心脏瓣膜（DHV）是TEHV构建中最常用的支架，但其血液相容性有限，容易引发免疫应答，导致瓣叶增厚、钙化和衰败。为改善这一现状，研究团队首次采用层层组装的方法，将红细胞膜（RBCM）稳定修饰在DHV表面，构建了新型的TEHV支架。

图1 用于心脏瓣膜（HV）再生的DHV-PEI-C-RBCM支架的示意图。（a）DHV-PEI-C-RBCM支架的构建方案；（b）细胞相容性、巨噬细胞的免疫调节和支架的血液相容性评价；（c）大鼠腹主动脉支架移植术。PEI-C：邻苯二酚基团修饰聚乙烯亚胺；A-V：动静脉。

红细胞膜（RBCM）具有优异的生物相容性和长循环稳定性，其磷脂双分子层的亲水性头部和表面糖蛋白引起的空间位阻，使其表现出卓越的血液相容性和抗生物污染特性。在该研究中，研究团队通过受贻贝启发的邻苯二酚基团修饰聚乙烯亚胺（PEI-C），将其作为中间层，将RBCM固定在DHV表面。实验结果表明，该新型TEHV支架能够有效防止血浆蛋白吸附、活化血小板黏附和红细胞聚集，显著改善了DHV的血液相容性，并在体外诱导巨噬细胞向抗炎和促进再生的M2表型极化。此外，RBCM修饰显著提高了DHV的机械性能和酶稳定性。

研究团队进一步通过大鼠皮下包埋模型和腹主动脉移植模型对新型TEHV支架进行了体内评估。结果显示，该支架能够调节巨噬细胞极化，使其成为抗炎和促进再生的M2表型，并在早期促进血管内皮化和细胞外基质（ECM）重塑，且不会引发血栓和钙化。在大鼠腹主动脉移植模型中，DHV-PEI-C-RBCM移植物表现出良好的血液相容性和组织相容性，显著提高了内皮化和胶原沉积，表现出适应性降解，并防止了钙化。

该研究开发的新型TEHV支架具有良好的机械性能、血液相容性和组织相容性，能够诱导巨噬细胞向M2表型极化，并促进移植后的内皮化和适应性ECM重塑，与使用戊二醛交联的生物瓣膜相比，显著提高了耐久性。这一研究成果为瓣膜性心脏病的治疗提供了新的策略，有望克服现有瓣膜替代物的局限性，为患者带来更好的治疗效果。

论文信息：

Yuqi Liu, Pengning Fan, Yin Xu, Junwei Zhang, Li Xu, Jinsheng Li, Shijie Wang, Fei Li, Si Chen, Jiawei Shi, Weihua Qiao, Nianguo Dong. Large-Scale Surface Modification of Decellularized Matrix with Erythrocyte Membrane for Promoting In Situ Regeneration of Heart Valve. Engineering, 2024, 41(10): 228-243 DOI:10.1016/j.eng.2024.04.019

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