心血管疾病一直是全球健康的重大威胁，其发病率和死亡率居高不下。寻找有效的治疗手段，尤其是组织工程学治疗手段，成为了心血管医学领域的研究热点。胶原是心脏和血管细胞外基质的重要生理组分。良好的生物学特性和可调的机械性能使胶原成为心血管疾病治疗领域颇具前景的组织工程学生物材料。
四川大学华西医院 刘凯 副教授团队在胶原与皮革国产英文学术期刊Collagen and Leather发表综述，题为“Engineering collagen-based biomaterials for cardiovascular medicine”（图1）。该综述首先详细介绍了胶原在心血管中的分布及其作为心血管组织工程学生物材料的优劣势，然后分别总结了当前胶原材料在人工血管、心脏可注射水凝胶、心脏补片和止血材料等领域的应用现状，并为胶原基材料在心血管治疗领域未来的临床转化和探索方向提出思考和建议。
图1 胶原基生物工程材料在心血管医学领域的应用
在人工血管领域，胶原在大、中直径人工血管中主要发挥密封多孔管壁和功能修饰作用；在小直径人工血管中，由于其特殊的血流动力学特点，长期通畅率和临床转化应用存在瓶颈。研究人员尝试通过多种方法改善胶原支架的性能，如复合其他天然/人工高分子材料、优化人工血管仿生结构、改善血管-血流接触界面等，但尚需更多的体内研究以验证其长期通畅性和稳定性（图2）。
图2 胶原材料在血管组织工程中的应用
在心脏可注射水凝胶领域，可注射胶原水凝胶在治疗心肌梗死、缺血性心肌病具有良好疗效，可提供机械支持、改善心脏功能；还可构建导电水凝胶，改善心肌电信号传导；作为细胞或药物载体，用于心脏干细胞/无细胞治疗及药物递送系统。不过，其临床转化仍面临给药策略、动物疾病模型与人体的差异等挑战（图3）。
图3 用于治疗心脏疾病的可注射胶原水凝胶
另外，心脏胶原补片在心肌损伤修复和心脏缺损重建中也具有重要应用。胶原补片可作为干细胞和药物载体，促进心脏组织再生，还可作为局部药物递送系统或导电补片，改善心脏功能。但目前心脏补片在临床转化中仍面临着如补片递送等挑战（图4）。
图4 用于心脏疾病治疗的心脏补片
最后，胶原的促凝血特性使其成为理想的止血材料。基于胶原蛋白的止血产品，如胶原海绵、水凝胶等，在外科和血管介入手术中广泛应用，具有快速止血、生物相容性好、促进伤口修复等优点（图5）。
图5 基于胶原蛋白的止血材料概述
综上，本文可为胶原基心血管生物工程材料的发展与临床转化研究提供有价值的参考。
通讯作者简介
刘凯，四川大学华西医院副教授，医学博士，硕士生导师，担任中国研究型医院学会高血压专业委员会委员、四川省医师协会高血压委员会委员等，担任《临床药物治疗杂志》青年副主编，《中华高血压杂志》青年编委，《心血管病学进展》青年编委等，在European Journal of Preventive Cardiology、Hypertension、Journal of Hypertension等杂志发表SCI论文20余篇，参编《高血压学》等多部教材书籍，参与执笔《血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素受体阻滞药联合钙通道阻滞剂单片复方制剂治疗原发性高血压中国专家共识》，获四川省科技进步二等奖一项（排名第四）。
第一作者简介
左祥浩，四川大学华西临床医学院在读博士生，目前以第一或共同第一作者发表SCI论文3篇。
肖姚，四川大学华西临床医学院在读硕士，目前发表SCI论文3篇。
Reference
Engineering collagen-based biomaterials for cardiovascular medicine
Xianghao Zuo, Yao Xiao, Jing Yang, Yuanmeng He, Yunxiang He, Kai Liu*, Xiaoping Chen and Junling Guo
文章链接：
https://doi.org/10.1186/s42825-024-00174-6#auth-Xiaoping-Chen-Aff1
长按扫描二维码或点击文末阅读原文
均可查看全文
期刊简介
Collagen and Leather，原名Journal of Leather Science and Engineering，是在中国科技期刊国际影响力提升计划高起点新刊项目资助下创办的胶原与皮革领域重要学术期刊。由教育部主管，四川大学主办，Springer合作出版，主编为中国工程院院士 四川大学 石碧 教授和英国北安普顿大学 终身名誉教授 Anthony Dale Covington。2019年7月创刊，目前已被ESCI、EI Compendex、Scopus和DOAJ等数据库收录，在Industrial and Manufacturing Engineering、Chemistry (miscellaneous)等学科中位于Q1区（Scopus数据库）。
期刊主页：
https://jlse.springeropen.com/
微信公众号：Collagen and Leather
长按扫码关注我们
