心脏瓣膜病是危害人类健康的一种重要疾病，是患病率仅次于冠状动脉疾病和高血压的第三大心血管疾病。心脏瓣膜置换是治疗严重心脏瓣膜疾病的主要治疗方式，每年需要心脏瓣膜置换手术的患者超过30万例。随着人口老龄化的到来，心脏瓣膜疾病的患者数量将持续增加，预计到2025年将有超过100万患者接受心脏瓣膜置换手术治疗。近些年，随着微创技术的发展，经导管微创介入瓣膜置换技术因其创伤小，恢复快等特点逐渐受到患者和医生的青睐。然而，目前经导管微创介入瓣膜使用的生物瓣服役时间限制在10-15年，其主要的原因在于戊二醛交联的生物瓣膜在植入后会引起钙化、血栓、炎症等一系列不良反应缩短了瓣膜的使用寿命。

图1:（A）溴代双环噁唑烷的合成示意图及¹H NMR, ¹³C NMR 表征；（B）目标瓣膜材料MPQ@OX-PP的制备流程图。

  近期，四川大学王云兵教授团队设计并合成了一种新型的双功能非戊二醛瓣膜交联剂，溴代双环噁唑烷（OX-Br）。溴代双环噁唑烷在交联瓣膜的同时，可以在瓣膜上引入活泼的含溴末端实现原位的原子转移自由基聚合（ATRP）反应，进而对生物瓣膜进行进一步的功能化修饰。在该项工作中，通过原位ATRP反应引入了含有智能药物控释功能的抗炎模块和具有抗黏附效果的聚两性离子模块的共聚物分子刷，获得目标瓣膜材料MPQ@OX-PP。目标瓣膜材料MPQ@OX-PP表现出优异的力学性能、生物化学稳定性和抗钙化效果，并且在引入共聚物分子刷后可进一步提高生物瓣膜的抗炎和抗凝血性能。双功能溴代双环噁唑烷交联及原位ATRP生成共聚物分子刷的协同构筑策略，可有效满足生物人工心脏瓣膜的多方面性能要求，同时也有望应用于其它综合性能优异的血液接触材料和功能植入材料的开发。该工作以“A versatile drug-controlled release polymer brush hybrid non-glutaraldehyde bioprosthetic heart valves with enhanced anti-inflammatory, anticoagulant and anti-calcification properties, and superior mechanical performance”为题发表在《Biomaterials》上。文章第一作者为四川大学生物医学工程学院余涛博士，国家生物医学材料工程技术研究中心和四川大学生物医学工程学院王云兵教授和四川大学华西医院郭应强教授为论文通讯作者。

图2：（A）目标瓣膜材料在兔子动静脉半体内血液循环实验中的表现结果；（B）目标瓣膜材料在体外抗炎实验中的实验结果；（C）目标瓣膜材料在体内钙化实验中的表征结果。

  王云兵教授，国家生物医学材料工程技术研究中心主任、四川大学生物医学工程学院院长，国家有突出贡献中青年专家，国务院特殊津贴专家、国际生物材料科学与工程学会联合会Fellow，中国生物材料学会副理事长、科技部生物材料国际交流合作基地主任、教育部组织再生性生物材料科学与工程创新引智基地主任。主要从事心脑血管疾病等治疗的新型生物医用材料和微创介入医疗器械的基础研究与产品应用开发。主持开发了一系列国内、国际首创的心血管医疗器械产品并实现大规模临床应用。在此基础上，已申报国内、国际专利500多项，并在Advanced Materials、Science和Nature子刊等国际知名期刊发表论文200多篇。获教育部技术发明一等奖（2020）、 四川省科技进步一等奖（2022）和中国侨界贡献一等奖（2020）等奖项，研究成果被 Nature、麻省理工科技评论、英国经济学人等专题报道。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2023.122070

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