我国是全球房颤第一患病大国，房颤是引起心源性脑卒中的重要原因。在非瓣膜病房颤患者中，90%以上的血栓形成于左心耳，左心耳封堵是房颤患者预防心源性脑卒中的有效治疗方案。左心耳封堵器有效避免了心耳内的血栓问题，然而封堵器本身由于金属和疏水聚合物材料的生物和血液相容性问题，存在诱发形成血栓的可能性。封堵器相关的器械诱发血栓问题（Device-related thrombosis，DRT）成为临床治疗中的重要问题。左心耳封堵器通常由弹性金属框架（镍钛合金）和多孔封堵膜（聚酯纤维）组成，导致封堵器表面内皮化慢。促进左心耳封堵器的内皮化成为解决DRT问题的关键。
浙江大学医学院附属邵逸夫医院于路主任医师和浙江大学高分子科学与工程学系任科峰教授、计剑教授等人，利用超声喷涂和紫外光原位引发聚合技术，在左心耳封堵器表面制备了一种含有功能基团双网络聚电解质水凝胶涂层。涂层具有出色的血液相容性，可以高效稳定构筑在封堵器表面，能够经受长期血流冲刷以及多次重复折叠。具有该水凝胶涂层的左心耳封堵器通过犬的左心耳模型实验，验证了其较低的炎症和血栓反应以及更快的内皮化能力。相关工作以“UV-Triggered Hydrogel Coating of the Double Network Polyelectrolytes for Enhanced Endothelialization”为题发表在Advanced Science 2024, 2401301。
文章要点
商用封堵器结构一般比较复杂，具有不同组成材料。在这项研究中，为了使涂层持久稳定地结合在左心耳封堵器上，作者采用了静电力和化学锚定相结合的方法设计水凝胶涂层（图1），研究采用工业涂层技术（喷涂）和原位紫外线聚合技术的结合，大大提高了水凝胶涂层的制备可靠性。对于直径为30毫米的左心耳封堵器，前体溶液在10分钟内喷涂到整个封堵盘表面，涂层在紫外线照射5分钟后完全聚合。
图1. 封堵器表面涂层制备
体外血液实验表明，本研究制备的水凝胶涂层具有良好的血液相容性。在动态血液循环中能够抑制血栓形成，减少血小板粘附激活，并且降低了表面血液补体激活，防止严重血栓形成。体外内皮细胞培养实验表明，通过调节水凝胶涂层中功能多肽含量，得到了最大程度加快内皮细胞迁移的多肽比例。内皮细胞形成完整内皮层之后，水凝胶涂层表面内皮层更加紧密，功能表达更好。
涂层在封堵器表面稳定结合对于维持封堵器表面长期血液相容性十分重要。封堵器在封堵左心耳过程中需要反复收回和打开以确保位置正确，完全封堵左心耳。封堵之后，封堵盘表面会经受血液长期冲刷，作者在体外模拟了这些场景验证涂层的稳定性（图2）。
图2. 水凝胶涂层在封堵器表面均匀稳定结合
作者进一步在犬模型中验证了水凝胶涂层抗凝血，加快内皮化的能力。犬相比于其他动物以及人具有更强的内源凝血能力。在这种条件下，相比于裸封堵器，水凝胶涂层涂覆之后的封堵器表面展现出较少的血栓附着，较厚的新生组织覆盖，内皮化进程明显加快（图3）。
图3. 水凝胶涂覆后的封堵器表面内皮化进展更快
结论与展望
本研究将功能聚电解质水凝胶涂层构筑在左心耳封堵器表面，提升了封堵器表面的血液相容性，加快了植入装置的内皮化，为解决左心耳封堵器的DRT问题提供了一种潜在的技术方案。该工作是研究团队近期关于植介入医用装置表界面功能构筑方向的最新进展之一，团队结合仿生表界面构筑与拓扑结构调控在生物材料功能化方面取得系列进展（Biomaterials 2019, 192, 15；Adv. Healthc. Mater. 2020, 2000381; Research 2020, 1458090; Bioact. Mater. 2021, 6, 4686; ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 57000; Bioact. Mater. 2022, 11, 218；Compos. Part B-Eng. 2022, 244, 110164; Biomaterials 2023, 296, 122069; Adv. Mater. 2024, 2310216）。该研究得到浙江省自然科学基金（LD22E030008）、国家自然科学基金（U20A20262）和浙江省卫生健康委员会医药卫生科技项目（2022483477）的资助。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/advs.202401301
来源：高分子科学前沿
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