[发明专利]一种体外构建具有抗流动剪切力和抗血小板凝集功能的血管内皮层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及细胞培养、组织工程领域，更具体地涉及一种体外构建具有抗生理大小的流动剪切力和抗血小板凝集功能的血管内皮层的方法。

背景技术

用组织工程方法体外构建小口径人造血管植入物是解决临床上小口径血管移植物来源不足的重要途径。但是目前小口径人造血管还不能应用于临床，一个重要原因是小口径人造血管移植后容易发生血小板凝集导致的急性血栓和远期的移植部位的再狭窄，这些问题都是由于小口径血管移植物内表面缺乏完整的、有功能的内皮细胞层造成的。

体内的完整的血管内皮细胞层具有抗血小板凝集、抗炎症、抗动脉硬化的功能，对于维持血管的正常生理功能有重要作用。为此小口径人造血管构建过程中采用了多种方法提高内皮细胞在人造血管内表面的留存。Schneider等通过在人造血管内表面培养血管内皮细胞的方法构建具有完整内皮细胞层的小口径人造血管，但是体外静态培养的血管内皮细胞不能耐受体内水平的流动剪切力，在移植到体内1小时之内，15-85％的内皮细胞被血流冲走(Schneider,P.,Hanson,S.&Price,T.1988.Durability of confluent endothelial cell monolayers on small calibre vascular prostheses in vitro Surgery 103,456-462.)。Ott等通过对体外培养在血管支架上的内皮细胞施加流动剪切力，首先在1-2dyn/cm²的流动剪切力作用下诱导3天，再在25dyn/cm²的流动剪切力作用下诱导3天，最终发现剪切力诱导提高了血管内皮细胞的剪切力耐受能力(Ott,M.J.,Olson,J.L.&Ballermann,B.J.1995.Chronic in vitro fow promotes ultrastructural differentiation of endothelial cells.Endothelium 3,21-30)，但是Ott等施加在内皮细胞上的诱导剪切力变化过于剧烈，可能会损伤内皮细胞的正常功能。诱导剪切力变化过于剧烈是目前以剪切力诱导方式提高内皮细胞剪切力耐受能力的工作中存在的共性问题，因为血管内皮细胞对剪切力的变化非常敏感，Tsou等发现血管内皮细胞能够感受到0.25dyn/cm²的剪切力变化，从而改变基因表达(Tsou,J.K.et al.2008.Spatial regulation of inflammation by human aortic endothelial cells in a linear gradient of shear stress.Microcirculation 15,311-323)，因此剧烈的剪切力变化可能会损伤血管内皮细胞的正常功能。

综上所述，采用逐渐地、缓慢地增加剪切力的方式诱导血管内皮细胞，提高血管内皮细胞抗流动剪切力的能力，是体外构建具有抗流动剪切力和抗血小板凝集功能的血管内皮层的有效方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种简单、快速、能够体外构建具有抗流动剪切力和抗血小板凝集功能的血管内皮层的方法。

采用本发明所述的体外构建具有抗流动剪切力和抗血小板凝集功能的血管内皮层的方法能够对人造血管内腔表面的血管内皮细胞缓慢地，逐渐增加的施加流动剪切力，使内皮细胞处于不断缓慢增加的流动剪切力环境中，从而给予血管内皮细胞充分的时间适应剪切力，诱导内皮细胞改变形态、细胞骨架和细胞外基质排列和其它功能，最终使内皮细胞耐受生理水平的流动剪切力，保持血管内皮层的完整，使血管内皮层具有抗血小板凝集的正常生理功能。采用本发明所述的体外构建具有抗流动剪切力和抗血小板凝集功能的血管内皮层的方法，在人造血管内腔的内皮细胞受到的剪切力达到移植动脉部位的动脉血管内皮细胞所承受的平均剪切力或剪切力峰值水平后，能够对人造血管内腔表面的血管内皮细胞加载移植动脉部位的平均流动剪切力24-72小时，使血管内皮细胞有充分的时间适应生理水平的流动剪切力。

采用本发明所述的体外构建具有抗流动剪切力和抗血小板凝集功能的血管内皮层的方法，在人造血管内腔的内皮细胞受到的剪切力达到移植动脉部位的动脉血管内皮细胞所承受的平均剪切力或剪切力峰值水平后，能够对人造血管内腔表面的血管内皮细胞加载移植动脉部位的动脉脉搏波24-72小时，使血管内皮细胞有充分的时间适应生理水平的脉动剪切力。根据本发明的一个方面，体外构建具有抗流动剪切力和抗血小板凝集功能的血管内皮层的方法，其特征在于：