近日，材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室涂秋芬副教授、杨志禄研究员与复旦大学沈雳教授合作，以我校为第一通讯单位在生物材料领域期刊Bioactive Materials (IF: 14.593)上发表题为“Durable endothelium-mimicking coating for surface bioengineering cardiovascular stents”的研究论文。

血液接触材料自21世纪出现以来已经成为心血管疾病的临床首选治疗方法。由于其相对较差的血液相容性，目前有很多表面改性涂层技术被应用到这类材料表面构建中旨在于改善解决这一问题，但是收效良萎不齐，究其原因是缺乏一种长期稳定的表面固定血液相容性相关生物分子的化学策略。

图1. 通过共价固定NO产生物质Cu-DOTA配位复合物和生物活性分子肝素，获得了持久的心血管支架表面生物工程仿内皮涂层

近日，西南交通大学涂秋芬副教授与杨志禄研究员联合复旦大学沈雳教授，在贻贝灵感富氨基（pAMDA）涂层上逐步接枝NO催化活性物质（Cu-DOTA配位物）和糖萼成分（肝素）构建内皮功能仿生支架涂层（图1）。在该项设计中，通过酚胺化学原理在316L SS上构建了粘附力极强的富氨基（pAMDA）涂层，利用酰胺缩合原理顺序接枝了活性肝素和可以利用内源性供体实现原位催化释放一氧化氮的Cu-DOTA配位物。通过该接枝策略在支架表面巧妙地整合了肝素和一氧化氮两种活性分子的生理功能。催化产生的NO和接枝的肝素通过功能协同和互补作用，赋予心血管支架高度内皮仿生功能，起到抗血栓形成，特异选择性调控炎症，抑制内膜增生和促进内皮化进程，解决支架在临床应用中容易出现的支架内血栓生成、延迟内皮化、炎症以及再狭窄等问题。

本研究开发了一种持久的模拟内皮涂层，以适应满足心血管支架所需的长期生理功能。通过逐步共价接枝产生NO的Cu-DOTA复合物和糖萼成分肝素，在稳定的pAMDA涂层上实现了模拟内皮功能表面。研究结果表明，分子的氨基化基底顺序接枝肝素和Cu-DOTA的协同化改性策略，使得内皮仿生涂层在使用一个月后，仍具有约62.4%的肝素生物活性保留和高达81.3%的NO催化活性（图2）。体内和体外的结果都表明，改性的功能化血管支架能够显著的提高心血管支架的抗血栓、抑制再狭窄和促进内皮化的能力。心血管支架表面协同改性策略具有克服支架临床问题的巨大潜力。

图2. 316L SS支架和协同改性支架（Hep&Cu-DOTA）在新西兰大白兔体内植入的（A）1和3个月内皮化结果（SEM表征）及（B）其CD31荧光相对强度，（C）316L SS和（D）Hep&Cu-DOTA荧光强度量化的结果。（E）横截面组织切片和（F）新生内膜面积与（G）新生内膜狭窄率。

相关研究成果以“Durable endothelium-mimicking coating for surface bioengineering cardiovascular stents”为题发表在国际著名期刊《Bioactive Materials》上，我校2018级硕士研究生马青为该论文第一作者，我校涂秋芬副教授，杨志禄研究员和复旦大学沈雳教授同为该论文的通讯作者；西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室/材料科学与工程学院为论文的第一通讯单位。该研究工作的发表得到了国家重点研发计划及国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接： 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X21002292

马青硕士研究生简介：

西南交通大学，材料科学与工程学院，2018级在读硕士研究生。主要研究方向为血液接触的半植入、介入器械表面多功能化设计与研究。

涂秋芬副教授简介：

西南交通大学，材料科学与工程学院，材料先进技术教育部重点实验室，副教授。主要研究方向聚焦冠脉血管动脉粥样硬化斑块的病理发生机制、以及具有病变血管组织修复及病灶治愈功能的心血管支架研究，聚焦改性血管支架（材料）植入正常或模型动物体内后的相互作用和病理机制；以第一/通讯作者在Biomaterials（IF: 12.479），Bioactive Materials（IF: 14.593，2篇），Chemical Engineering Journal（IF: 13.273），Applied Materials Today（IF: 10.041）及ACS Applied Materials & Interfaces（IF: 9.229）等国际期刊共发表SCI论文20余篇（其中影响因子＞10的论文5篇）。

杨志禄研究员简介：

西南交通大学，研究员，博士生导师，四川省杰出青年基金获得者，西南交通大学“扬华学者”。目前，担任国际期刊Smart Materials in Medicine主编、Bioactive Materials (IF：14.593，生物材料领域排名第一)编委、中国科协旗舰刊Research编委、Engineered Regeneration编委。担任中国生物材料学会康复器械与生物材料分会常务委员、中国病理生理学会专业委员会青年委员、中国生物材料学会医用金属材料分会委员，中国生物材料学会血液净化材料分会委员，中国生物材料学会生物材料表界面工程分会委员。主要研究方向聚焦于心血管生物材料与再生医学研究。以第一/通讯作者在PNAS (IF=11.205), Advanced Science (IF=16.806), Research (2篇)， Biomaterials (IF=12.479，10篇)，Bioactive Materials (IF=14.593，4篇)及Small (IF=13.281)等国际知名期刊共发表SCI论文48篇(论文平均IF=9.1，其中影响因子大于10的论文20篇)。国际/国内会议大会报告、邀请报告12次。获得授权发明专利17项（包括美国发明专利1项），其中发展的具有自主知识产权的“具有病灶治愈和血管组织修复功能的可降解支架涂层”技术已成功实现转让（转让费：1500万）。