利用超分子不透光生物材料对组织工程植入物的体内降解进行成像

对于原位组织工程（TE）的应用，植入物的降解与新组织的形成同步进行是很重要的，以避免移植物的失败。因此，有一种成像造影剂（CA）将是有价值的。为此，本文提出了一种可生物降解的不透放射性生物材料，由一种双尿素链延伸聚己内酯（PCL2000-U4U）弹性体和一种新型碘化双尿素改性CA添加剂（I-U4U）组成。各组分之间的超分子氢键相互作用确保了它们的亲密混合。采用含PCL2000-20-U4U和I-U4U的溶液制备多孔种植体te移植物。大鼠接受主动脉间置移植，要么由PCL2000-U4U（对照）组成，或由PCL2000-U4U和I-U4U（试验）组成。在1个月的三个时间点移植移植物进行分析。实验组种植体在移植前的计算机断层扫描成像显示，碘化物的体积和密度随着时间的推移而减少。外植体分析也表明支架已降解。
（免疫学）组织化学结果显示，试验组和对照组具有相似的细胞含量和相似的新组织形成过程，表明CA没有明显的不良反应。因此，一种创建固体不透光生物材料的超分子方法可以用于无创地监测合成植入物的生物降解。

一、介绍

原位组织工程（TE）是一种很有前途的治疗心血管疾病的新选择，并已被建议克服目前使用的假体的缺点。在这种TE方法中，植入一种无细胞可降解支架，并打算在体内进行细胞再生。细胞在植入部位分化，随后在体内形成新组织。当新组织形成时，支架会降解，最终会保留一种天然的自体替代物。原位心血管TE方法对支架植入物的性能有很高的要求。该支架应该是一种高多孔、非血栓形成和可生物降解的基质，以便为细胞粘附、细胞分化和组织生成提供一个3D模板。
最初，心血管植入物应该能够承受放置在其上的所有机械负荷和应变，随着时间的推移，支架应该安全的降解和消失。支架的及时和可控的降解是原位TE的关键因素，因为必须在体内组织形成和支架降解之间保持平衡。如果支架在形成足够的负重组织之前降解，支架植入失败会造成灾难性的后果。因此，能够在原位进行无创成像和监测植入生物材料的降解将是有价值的。为此，需要一个成像CA，可以作为一个整体来报告（降解）植入物的状态和命运，而不仅仅是CA本身。
目前，TE中无创成像的范围主要集中在追踪细胞、表征组织反应和监测植入物的功能或通畅程度上。只有有限数量的报告显示了适合原位心血管TE的固体有机材料植入物降解的直接体内可视化。此外，在其他研究中，研究了用超小超顺磁氧化铁（USPIO）纳米颗粒标记的胶原支架，并在皮下植入，和聚（偏氟乙烯）（PVDF）基纺织纤维结合USPIOs后，通过手术植入绵羊作为动静脉分流器。