乙酰水杨酸负载甲基丙烯酸化结冷胶(GumMA)墨水在心血管移植物中的应用研究：局部抗血栓药物递送平台

　　本研究针对心血管组织工程中移植物长期通畅性及抗血栓功能需求，开发了基于甲基丙烯酸化结冷胶(GumMA)的载药水凝胶 grafts。通过3D生物打印与光交联技术，成功构建了具有梯度聚合物含量（2%、3%、3.5%）的乙酰水杨酸(ASA)递送体系。结果表明该体系具有优异的理化稳定性、双相药物释放特性和血液相容性，为功能性血管移植物提供了创新解决方案。

　　

在心血管疾病治疗领域，血管移植手术面临着一个严峻挑战：移植后的血管移植物易发生血栓形成和再狭窄，导致移植失败。传统系统性抗凝治疗存在出血风险高、靶向性差等局限性，因此开发具有局部抗血栓功能的生物活性血管移植物成为当前研究的重点。

近期发表于《Biomacromolecules》的研究中，Burcin Izbudak等学者创新性地将抗血栓药物乙酰水杨酸(Acetylsalicylic Acid, ASA)与甲基丙烯酸化结冷胶(Methacrylated Gellan Gum, GumMA)水凝胶相结合，通过3D生物打印技术构建了具有药物递送功能的心血管移植物。该研究旨在解决血管移植物术后血栓形成问题，同时保持材料良好的生物相容性和机械性能。

研究团队采用三个关键技术方法：一是通过化学改性制备光敏性GumMA聚合物；二是利用3D生物打印技术构建不同聚合物浓度(2%、3%、3.5%)的管状支架；三是采用光交联技术(Irgacure 2959引发剂，UV照射)固化水凝胶结构。所有生物学实验均使用人脐静脉内皮细胞(HUVEC)进行验证。

材料制备与表征

通过核磁共振氢谱(¹H NMR)证实了GumMA的成功合成。流变学测试显示所有浓度的GumMA墨水均表现出剪切稀化行为，适合3D生物打印操作。打印精度分析表明3.5% GumMA组具有最佳的形状保真度。

溶胀与降解行为

在磷酸盐缓冲盐水(PBS)和模拟体液(SBF)中，所有组别均保持结构完整性。随着聚合物浓度从2%增加到3.5%，溶胀率从1,240%降至850%，表明更高的交联密度限制了水分吸收。

药物释放动力学

ASA释放呈现双相特征：前24小时快速释放(约40-50%)，随后持续缓释达7天。3.5% GumMA组表现出最缓和的释放速率，符合Fickian扩散机制。

血液相容性评估

溶血实验显示所有样本的溶血率均低于2%，符合生物材料安全性标准。凝血分析表明ASA负载组显著延长了凝血时间，证实了其抗血栓功效。

细胞相容性研究

通过活/死染色和CCK-8检测证明，所有GumMA组别均支持HUVEC粘附和增殖，未观察到细胞毒性。3.5% GumMA组表现出最佳的生物活性，细胞存活率超过95%。

机械性能测试

压缩模量测试显示3.5% GumMA组的机械强度最高(28.5 kPa)，接近天然血管组织的力学特性，满足移植物的机械要求。

研究结论表明，ASA负载的GumMA水凝胶通过3D生物打印技术成功构建了具有局部抗血栓功能的心血管移植物。该体系表现出优异的血液相容性、可控的药物释放特性和良好的机械性能，能够支持内皮细胞生长和功能表达。特别值得注意的是，3.5% GumMA组在各项测试中均表现最优，表明适当的聚合物浓度对平衡机械性能和生物功能至关重要。

这项研究的创新之处在于将抗血栓药物直接整合到生物打印的血管支架中，实现了局部、持续的药物递送，避免了全身给药的副作用。所开发的GumMA-ASA系统为心血管组织工程提供了新型功能化平台，在改善血管移植物长期通畅性方面具有重要临床转化价值。未来研究可进一步探索该平台在大型动物模型中的性能验证及其它治疗性药物的负载应用。