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心血管疾病是危害人類健康的常見(jiàn)疾病之一，比較嚴(yán)重的患者，其主要的和輔助的治療手段為血管移植，自體血管來(lái)源有限。因此，臨床上需要大量的人工血管作為移植替代物。

人工血管為細(xì)胞的黏附、遷移與增值提供臨時(shí)支撐環(huán)境，需要具備良好的生物相容性，有適宜的降解速度，易加工成多孔結(jié)構(gòu)，并具有合適的孔隙率，有利于細(xì)胞的浸潤(rùn)與增值，具有一定的力學(xué)性能。加工成人工血管支架后，在體內(nèi)能夠提供支撐作用，能夠承受手術(shù)過(guò)程中的縫合拉力與生物體血壓變化，并與天然血管順應(yīng)性相匹配。

人造血管的研制開(kāi)始于20世紀(jì)初，各國(guó)學(xué)者首先采用金屬、玻璃、聚乙烯、硅橡膠等材料制成的管狀物進(jìn)行大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，但因其易在短期內(nèi)并發(fā)腔內(nèi)血栓而未能在臨床上得到廣泛應(yīng)用。隨著生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)和生物材料學(xué)的發(fā)展，人工血管的研究得到廣泛的應(yīng)用，人工血管材料得到不斷更新，主要有天然材料和合成材料。

膠原蛋白（Collagen）是細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的主要成分。1986 年，Weinberg 等人首次將膠原凝膠作為人工血管支架在體外構(gòu)建動(dòng)脈模擬管狀物。膠原有著卓越的生物相容性，可促進(jìn)細(xì)胞黏附，但其力學(xué)性能較差，需要通過(guò)各種方法進(jìn)行改性：如紫外交聯(lián)處理、同其他高分子生物材料混合、在膠原層上種植細(xì)胞等方法。

膨體聚四氟乙烯PTFE

膨體PTFE人工血管首先在美國(guó)和日本進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)，于1971年人體臨床開(kāi)始實(shí)際應(yīng)用。目前已應(yīng)用到人體的各部分如：內(nèi)徑1mm-115mm的膨體PTFE人工血管已應(yīng)用于腦外科手術(shù)，內(nèi)徑2mm的人工血管已應(yīng)用于心臟搭橋手術(shù)。膨體PTFE人工血管是有微細(xì)的無(wú)規(guī)小纖維連接著PTFE小結(jié)節(jié)所形成。這些小纖維間隙充滿了空氣，擁有50%的氣孔結(jié)構(gòu)，而小結(jié)節(jié)的間隙則為15μm-30μm的連續(xù)多孔結(jié)構(gòu)。

它具有以下特點(diǎn)：(1)抗血栓性和人體適應(yīng)性優(yōu)；(2)不漏血液；(3)即使彎曲了也不會(huì)纏繞；(4)縫合容易，不會(huì)裂開(kāi)。由于ePTFE 具有電負(fù)性表面，可以有效防止血小板凝聚與血栓形成，用其制備的大口徑人工血管，其五年通常率可達(dá)到91%~95%，且不引起炎癥反應(yīng)，已被廣泛用于臨床。然而，由于其順應(yīng)性差，無(wú)新生血管生成等問(wèn)題導(dǎo)致將ePTFE 用于小口徑人工血管移植時(shí)，通暢率下降至45%。

聚氨酯PU

聚氨酯材料的微相分離結(jié)構(gòu)使其具有比其它高分子材料更好的生物相容性(包括血液相容性和組織相容性)，這種結(jié)構(gòu)非常類似生物體血管內(nèi)壁：宏觀上是十分光滑的表面，但是從微觀上看，卻是一個(gè)雙層脂質(zhì)的液體基質(zhì)層，中間嵌有各類糖蛋白和糖脂質(zhì)。這種宏觀光滑、微觀多相分離的結(jié)構(gòu)使其血管壁具有優(yōu)異的抗凝血性能。同時(shí)PU又具有優(yōu)異的耐疲勞性、耐磨性、高彈性和高強(qiáng)度，因此被廣泛用于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域，用于制作人工心臟、人工肝、介入導(dǎo)管及高分子控緩釋藥物等等。

PU用于生物體內(nèi)已有多年的歷史，而PU用于人造血管的研究?jī)H10年的歷史。Gupta將PU與聚酯混編在一起，制成一種與人頸總動(dòng)脈順應(yīng)性極為相似的內(nèi)徑為4~6mm的人造血管，在犬體內(nèi)試驗(yàn)表明植入6個(gè)月后，該血管通暢率良好，而且血管表面形成了一薄層穩(wěn)定的新生內(nèi)膜。

Jeschke則研制出內(nèi)徑1.5mm, 長(zhǎng)10mm的PU血管，將其經(jīng)過(guò)碳化處理得到的PU血管與ePTFE血管進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)PU血管比ePTFE血管具備更優(yōu)良的性能。

雖然PU植入人體內(nèi)的歷史已有30年，但是迄今為止，已有的PU材料還不能滿足人造血管臨床應(yīng)用的高標(biāo)準(zhǔn)。如在長(zhǎng)期使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)PU在體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)老化降解和鈣化現(xiàn)象，材料出現(xiàn)裂紋，甚至全部破壞。許多研究者對(duì)PU的降解機(jī)理進(jìn)行了研究，認(rèn)為PU降解機(jī)理主要為免疫反應(yīng)細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、異物巨細(xì)胞所引起的氧化降解。從前期所做的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)植入到狗頸動(dòng)脈的小口徑PU復(fù)合人造血管，2個(gè)月后行組織病理檢查，發(fā)現(xiàn)人造血管的管壁內(nèi)有較多散在的炎性細(xì)胞的侵潤(rùn)，進(jìn)一步證實(shí)了上面的結(jié)論。因而炎性反應(yīng)是誘發(fā)降解的根本因素，那么提高材料的組織相容性就是使材料不誘發(fā)或少誘發(fā)機(jī)體的炎性反應(yīng)。但是當(dāng)對(duì)材料進(jìn)行修飾改性，提高其組織相容性時(shí)，往往又會(huì)給材料的力學(xué)性能甚至血液相容性帶來(lái)負(fù)面影響。