心血管疾病是导致全球人口死亡的首要原因，其病理生理学机制源于血管狭窄、闭塞或功能严重障碍。针对血管结构性梗阻的治疗，血管置换术已成为外科手术的优选方案。由于健康自体血管的稀缺性及术后并发症的存在，市场对人工血管的需求持续增长。从合成材料、天然材料到复合型材料，多种基质已被应用于人工血管制备。尽管合成材料移植物在中大型血管置换中更具应用潜力，但在小口径血管置换中常面临失效风险。组织工程化血管移植物在小口径血管治疗中极有可能成为自体移植物的理想替代品，具备深入研究的价值，但在实际生物医学应用前仍需解决诸多关键问题。本综述重点梳理相关技术瓶颈，系统阐释人工血管的研究进展，深入探讨当前人工血管制备的前沿技术，涵盖新型材料开发、先进制造工艺、多种表面修饰方法以及临床前与临床应用研究，同时对移植物体内外评估体系、力学性能测试体系、现存技术挑战及未来研究方向进行全面论述。

一、介绍

心血管疾病是导致全球人口致病及致死的主要诱因，其中冠状动脉与外周动脉血管疾病构成最大比重。血管移植物主要用于需长期血运重建的血管疾病外科治疗，包括腹主动脉瘤、主动脉缩窄及慢性血液透析通路建立等临床场景。传统方法通常从患者腿部采集大隐静脉或胸壁获取胸廓内动脉作为自体移植物，但自体血管存在来源受限、需实施侵入性采集技术等固有缺陷。随时间推移，自体血管质量难以保证，术后并发症发生率较高。因此，开发可模拟血管功能的假体装置以恢复梗阻部位血流或替代受损血管具有重要临床价值。

当前人工血管移植物制备材料涵盖合成高分子聚合物、天然材料及复合型基质等多重类型。其中组织工程化血管移植物（TEVG）研发备受关注，该技术无需自体移植手术即可完成移植物体内生长、重构与修复，具有显著优势。血管移植物失效通常与血栓形成、内膜增生、动脉粥样硬化或感染相关。理想的人工血管移植物需具备优良的生物相容性与血液相容性，其性能需持续至内皮化完成阶段。材料在体内的降解进程需与新组织形成速率相平衡，确保降解产物被自体蛋白质取代。最优材料应能提供与自体血管相当的力学支撑以承受血压负荷，并促进体内组织再生以维持长期通畅性。同时，规模化生产能力及可灭菌贮存特性也是材料适配现有临床应用的关键指标。不同解剖位置的人工血管存在差异化设计需求：小口径或低流速血管需侧重腔面抗血栓特性，而大口径血管则更强调管壁抗张强度以提升机械耐久性。

本综述重点探讨人工血管体内应用面临的核心问题，梳理既往研究成果，系统阐述当前人工血管领域的前沿技术体系，涵盖新型材料研发、先进制备工艺、多维度表面修饰策略及临床转化研究进展，并对移植物体内外评估体系、力学性能特征、现存技术挑战及未来研究方向进行深入解析。文献检索基于PubMed与Web of Science数据库，检索时限设定为建库至2022年1月，采用"人工血管"、"血管移植物"、"血管假体"及其关联关键词组合策略。

二、人工血管发展历史沿革

如图1所示，研究人员持续致力于完善人工血管移植物的研发体系。20世纪初，研究者尝试采用可吸收镁合金薄管作为血管假体进行人体试验，标志着人工血管临床应用的开端，但因材料引发纤维化组织增生导致术后3日患者死亡而终止。1951年3月，研究人员通过尸体主动脉同种移植物成功实施首例动脉瘤切除移植物植入术。1954年，研究团队率先使用合成动脉替代物治疗10例患者，奠定人工血管快速发展的技术基础。1958年，涤纶血管假体的推出有效解决了同种移植物远期并发症问题，此后科研重心转向聚氨酯、膨体聚四氟乙烯（ePTFE）等合成材料体系，这些材料在大中型血管手术中展现出显著优势，但因血栓形成风险及顺应性失配问题，无法满足直径小于6mm的小血管置换需求。

1985年研发的聚氨酯-聚左旋乳酸复合型移植物证实可促进完整新动脉壁快速形成，其力学强度、顺应性及抗血栓性能均达到天然动脉组织水平。1986年，研究人员通过牛内皮细胞、成纤维细胞与平滑肌细胞在胶原基质中的三维培养，成功构建具有类天然血管层次结构的组织工程化血管，但其力学性能缺陷需依赖涤纶网架支撑。在此期间，研究人员通过犬类模型开展不锈钢支架与涤纶管状移植物研究，开创腹主动脉腔内修复新技术，并于1990年完成首例人体腔内动脉瘤修复术。1999年，直径3mm、长5-6cm的完全自体工程化动脉成功植入猪模型，其通畅率与力学耐久性在4周观察期内表现良好。

图 1.人造血管的生成。展示了人造血管生成过程中的几个重要时间节点以及主要研究领域。ePTFE：膨胀聚四氟乙烯；PCL：聚己内酯；PGA：聚（乙醇酸）；PLA：聚乳酸；PLCL：聚（L-乳酸-共-己内酯）。

三、当前状况

01.主要的并发症及失效机制

近二十年来，组织工程化血管替代物研发取得重大突破。该技术通过细胞、组织支架与工程学手段的协同作用构建血管移植物。在小口径血管领域，以可降解聚合物为支架或基于脱细胞血管基质的组织工程技术进展显著。三维（3D）生物打印等创新技术实现无需外源支架即可利用自体细胞制备不同尺寸的小口径血管，展现出独特的临床优势。然而，具有长期体内通畅性的小口径工程化血管研究仍存空白，理想化的组织工程血管移植物尚未实现临床转化。新一代移植物研发需整合机械工程、血管生物学及免疫调控等多学科技术应对复杂挑战。

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合成高分子材料制备的血管移植物已广泛应用于心血管疾病治疗，但移植物失效事件仍时有发生。其失效根源主要在于材料难以复刻天然血管系统（图2）的关键生物学特性，且存在生物力学性能失配等问题（图3）。明确主要失效模式对优化材料设计至关重要：血管移植物失效多表现为再狭窄与血栓形成，常继发于动脉粥样硬化进展或内膜增生过程。感染作为移植物远期失效的首要诱因，其引发的炎症反应可加速再狭窄进程。典型案例显示，植入股动脉的涤纶假体在约五年半后并发动脉瘤形成。

图 2. 正常人体动脉和静脉的典型结构

图 3. 血管移植物植入后的挑战。植入后，内皮化不足以及随着时间推移平滑肌细胞的过度增殖会导致内膜增生和血栓形成。炎症细胞在调节内皮细胞和平滑肌细胞的功能方面起着重要作用。 EC：内皮细胞；EPC：内皮祖细胞；IH：内膜增生；SMC：平滑肌细胞。

预防内皮增生导致的血管移植物闭塞是维持长期通畅性的关键。内膜增生主要源于三方面机制：血管中膜平滑肌细胞向内膜迁移、成纤维细胞与平滑肌细胞异常增殖以及细胞外基质（ECM）过度沉积（图3）。血流动力学因素与吻合口周围自体血管及移植血管内膜增生进程密切相关，血管直径失配、手术创伤及低血流量等因素亦参与其中。移植物腔面内皮细胞层缺损会引发血栓形成，促使血浆蛋白黏附并激活凝血级联反应。动脉粥样硬化进展显著制约移植物长期功能，其斑块形成机制与天然动脉相似：单核细胞浸润血管新生内膜分化为巨噬细胞，最终形成泡沫细胞。

合成材料移植物更易发生细菌定植引发感染，病原体释放的毒素会干扰移植物愈合进程，严重时可导致脓毒症、吻合口失效甚至血管破裂。生物可降解材料因其允许宿主组织通过移植物孔隙逐步替代的特性被视为理想选择，但该过程需精确平衡材料降解速率、宿主细胞长入及组织再生速度。若材料降解速率快于血管组织再生能力，可能诱发动脉瘤或血管破裂；同时，当移植物内皮化未完成时，平滑肌细胞过度增殖会导致远期再狭窄。这些瓶颈问题使得移植物难以实现理想的血管组织再生模型并持续维持生物相容性。

02.通用材料体系

0201.合成聚合物

合成生物材料以化学合成聚合物为基础，具有明确的化学结构特征，可通过精准调控获得优异力学性能。其原料易得、工艺可控及批量化生产优势，使之成为血管移植物研发的重要选项。自20世纪70年代以来，以膨体聚四氟乙烯（ePTFE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（如涤纶）及聚氨酯等不可降解合成材料制备的商用化产品占据主导地位，其中涤纶与ePTFE基大口径人工血管临床应用已逾半个世纪。

生物可降解材料在小口径血管移植物领域更具临床适配性，其完全降解后可由再生血管组织实现自体血管功能。聚己内酯（PCL）作为美国食品药品监督管理局（FDA）认证的可降解高分子材料，通过静电纺丝技术制备的纳米纤维支架已在组织工程领域获得广泛应用。

合成聚合物虽能赋予材料卓越的机械强度，但普遍存在细胞相容性不足问题：多数降解产物可诱发体内免疫排斥反应，材料表面抗血栓性能局限易导致移植物管腔梗阻。因此，亟需通过表面功能化修饰策略提升合成聚合物的综合性能。

0202.天然生物材料体系

除合成材料外，天然生物材料在人工血管领域同样具有重要应用价值。此类材料多源于动植物提取物，主要包含蛋白质、多糖及蛋白聚糖等类型。哺乳动物细胞外基质（ECM）经典成分如胶原蛋白与弹性蛋白，以及非哺乳源大分子物质（蚕丝素、纤维素、壳聚糖等）均被证实适用于人工血管制备。相较于合成材料，天然生物材料通常展现更优的生物相容性，经适宜工艺加工后更可呈现血管适配性优势。随着新型分离纯化及制备工艺的进步，天然聚合物物理性能显著提升，单一使用此类材料已具有可行性及吸引力。

天然蚕丝中提取的丝素蛋白凭借特殊生物降解性与相容性被广泛应用于生物医学领域，研究证实其较膨体聚四氟乙烯（ePTFE）更能促进血管移植物快速内皮化。胶原蛋白作为高等动物体内含量最丰富的结构蛋白，可从猪、羊、鱼类等生物源大规模获取，其水解产物明胶也具有成本优势。血管ECM关键组分弹性蛋白虽同属动物源性材料，但获取量相对有限。

天然聚合物易降解的特性构成其重要应用瓶颈，开发新型抗降解材料体系具有重要价值。细菌纤维素（BC）作为木葡糖酸醋杆菌等微生物合成的多糖类物质，因人体缺乏纤维素酶而具备抗降解优势。其高结晶度、优异纯度、良好持水性及增强型生物相容性等特点，使其成为制备血管移植物的理想候选材料。绵羊体内长达9个月的临床前研究表明，BC移植物在体内呈现高稳定性与低血栓形成倾向，且随着细胞浸润与细胞外基质沉积程度增加，移植物机械强度呈现时间依赖性增强。研究证实，利用BC膜形状记忆特性可快速构建多层结构人工血管。由纳米纤维网络构成的细菌纳米纤维素（BNC）小口径导管在血管移植物制备中潜力显著：BNC水凝胶与气干BNC因其三维网络结构与天然ECM高度相似，且具备调控细胞生长、增殖及分化的功能，在兔颈动脉置换模型中展现46天通畅期，证实其作为小口径血管的临床应用潜力。

然而，天然源移植物研发仍受限于力学强度不足、结构设计复杂性、实验室外转化困难及植入后并发症等关键问题。未来需通过系统的体内外研究优化天然生物材料基移植物性能。

0203.复合型混合材料体系

现有研究表明，合成聚合物虽具备优异力学性能，但存在血栓形成、内膜增生、钙化倾向及血液相容性差等缺陷；天然材料虽具优良生物相容性，却易导致移植物扩张与动脉瘤形成（表1）。复合型混合材料通过整合合成与天然聚合物优势，成为当前研究热点。通过将聚己内酯（PCL）等合成材料与壳聚糖等天然成分复合制备的小口径血管移植物，在动物模型中展现出性能提升：

在绵羊模型中，PCL/壳聚糖复合移植物植入6个月后：

材料残留率仅9.1±5.4%，降解速率显著提升

管腔完全内皮化（CD31+覆盖率>95%）

定向排列收缩型平滑肌细胞层形成（α-SMA+面积占比82±7%）

血栓形成阻力指数提高3.2倍

大鼠腹主动脉模型长期观测显示：

PCL/胶原复合移植物18个月降解率达75-80%

氧化脂质蓄积量降低57%

收缩型平滑肌细胞比例提升至68%（纯PCL组39%）

表1. 人工血管不同材质性能对比

0204.组织工程化血管移植物（TEVGs）应用现状

以膨体聚四氟乙烯、涤纶、蚕丝及聚氨酯等材料制备的大口径（内径＞8毫米）人工血管已成功应用于主动脉缩窄、胸主动脉瘤及主动脉夹层等临床治疗。目前腹主动脉瘤治疗主要采用两种术式：主动脉覆膜支架腔内隔绝术与开放性动脉瘤切除术。目前临床应用的覆膜支架主要采用涤纶或膨体聚四氟乙烯覆膜与自膨胀镍钛合金支架复合结构。然而，小口径血管（内径＜6毫米）移植物因血栓形成、动脉粥样硬化、感染及新生内膜增生等问题（表2），尚未实现临床突破。针对当前小口径血管替代物局限，组织工程化血管移植物展现出独特优势。

表2. 不同口径人工血管性能对比

组织工程血管移植物采用具有高组织相容性的合适材料和工艺制成，在移植后不会引发排异反应并能长期保持通畅性。基于这些优势，组织工程技术被广泛用于人工血管构建。血管组织工程中已尝试使用合成和天然可降解生物材料。此类支架具有高孔隙率和特殊微观结构，能够传递、排列并维持细胞连接，从而促进血管新生。

构建此类支架的材料需具备可降解性和低免疫原性。此外，材料加工技术常影响三维支架的功能，因为相同成分材料若呈现不同微纳结构将产生差异化功能。目前已有多种制造技术用于制备临床可用的组织工程血管移植物，这些技术在材料选择、制备方法、细胞来源及培养方案等方面差异显著。总体而言，制备策略可分为三大类：脱细胞天然基质法、基于合成或天然材料的支架法，以及无支架工艺。

0205.脱细胞血管

当前表现优异的临床前和临床用人工血管多采用同种或异种移植血管脱细胞法制备，如猪/牛源动脉或人脐动脉等。脱细胞技术通过物理、化学或酶解法去除组织中所有细胞及核物质，在保留天然细胞外基质的同时降低免疫反应风险，已成功应用于多种组织的无细胞支架制备。这类脱细胞基质能够有效维持血管的三维空间结构，为细胞再生提供理想的生物活性环境。

形成的无细胞支架为促进细胞黏附、分化和增殖提供了优质载体，其蕴含的特定细胞外基质成分与结构在组织再生和重塑中具有关键作用。此外，脱细胞支架须具备与天然组织相匹配的力学特性，这对构建具有工程学意义的血管至关重要。该技术虽可降低免疫原性，但可能因致栓性增强、宿主免疫反应加剧及钙化风险上升等问题导致通畅率下降。尽管此类移植物在临床应用中尚未普及，仍展现出潜在医疗价值。当前核心挑战在于完全清除组织抗原性，且原材料多样性导致生产工艺重复性难以实现。

0206.基于支架的移植物

支架法采用大分子结构支撑细胞再生过程，作为预制策略具备操作简便的优势。相较于脱细胞血管技术，多数方法难以仿生天然细胞外基质结构。静电纺丝技术可有效解决该问题，成为制备组织工程血管移植物的理想选择。该技术通过高压电场作用，可直接连续制备纳米级聚合物纤维，获得具有高比表面积和孔隙率的血管移植物表面结构。研究显示，利用静电纺丝制备的纳米纤维既能模拟细胞外基质组成，又能承载多种药物与生长因子。该技术还可实现纤维尺寸的精准调控与材料共混，并衍生出多组分同步纺丝、凝胶纺丝等改良工艺。值得关注的是，将静电纺丝与冷冻干燥技术结合已成功构建小口径血管移植物，这为多工艺融合及血管移植物性能提升提供了新思路。

0207.无支架移植物

细胞自组装移植物作为近十年的研究热点，相关转化研究表明该类移植物可完全由人体细胞构建。通过长期培养平滑肌细胞、成纤维细胞及诱导多能干细胞等构建移植物的技术路线虽工艺复杂，但其产物具有高度仿生特性。研究显示，在可降解聚合物支架上接种同种异体平滑肌细胞可实现移植物构建，灵长类动物实验中移植血管可保持长达6个月的通畅性。尽管临床前评估效果显著，但在二期临床试验中移植物12个月通畅率仅28%，提示该技术仍需完善。

总体而言，多种技术路径均展现出构建理想人工血管的潜力，但欲开发媲美自体血管标准的组织工程血管移植物仍需持续深入研究。

0208.制备技术演进

随着科技进步，人工血管材料与结构持续改良，制备工艺同步提升。目前拉伸成型、静电纺丝、热致相分离、编织技术、3D打印及材料交联等多种制备技术已应用于不同型号人工血管生产，显著改善移植物力学性能，优化结构设计，同时提升产品稳定性和批次一致性。

拉伸成型作为传统膨体聚四氟乙烯人工血管制备工艺已实现广泛商业化应用。该技术通过挤出原料聚四氟乙烯树脂形成预制件，经高速纵向拉伸形成纤维状结构，再经冷却定型获得终产品。各工艺环节对材料微观结构和力学性能影响显著，其中孔隙率参数直接关联人工血管机械强度与生物相容性，是决定产品性能的核心指标。

该技术通过高压静电场使聚合物溶液或熔体形成喷射流进行纺丝加工，能够直接连续制备聚合物纳米纤维，主要具备四大技术优势：（1）提升血管多孔性以满足细胞生长需求；（2）形成高比表面积促进细胞黏附增殖；（3）纤维直径接近天然细胞外基质尺度，实现仿生结构构建；（4）可负载生长因子诱导细胞定向分化。

该技术通过多丝束特定规律编织制备人工血管，能显著提升血管弹性与抗压性能，改善顺应性。但编织物边缘易发生位移损伤的问题制约其临床应用，因此当前多采用多层血管结构设计，在保证内层材料柔韧性的同时通过编织技术强化吻合口强度。

该技术基于数字模型通过逐层堆叠粉末材料构建三维物体，研究人员利用富马酸丙二醇酯材料成功制备符合患者解剖曲度的血管移植物。该技术虽具有可调节成型优势，但直接打印人工血管的研究较少，目前多聚焦于体外血管磨具制备以辅助血管内层材料开发，或用于构建器官芯片为材料通畅性研究提供支撑。

除上述制备方法外，人工血管生产还涉及气体发泡、水凝胶技术及冷冻浇铸等工艺。单一加工方式常难以满足血管多重性能需求，多种技术联用成为发展趋势。最具代表性的是静电纺丝与编织技术联用方案：前者提供适宜细胞生长的纳米纤维层，后者赋予血管整体弹性与顺应性。研究人员通过静电纺丝与3D打印技术联用成功制备纳米纤维复合人工血管材料，展现出优异机械性能和良好通畅性。

03.改性优化策略

当前商业化血管移植物多为结构性替代品，普遍缺乏生物活性功能。近年新型制备技术常与化学接枝、表面修饰及涂层技术结合，显著提升人工血管（特别是小口径移植物）早期移植通畅率。大量研究聚焦材料表面改性领域，通过改善血液相容性和促进细胞黏附增殖双重路径有效延长移植物使用寿命。

04.抗血栓改性

血栓形成是血管移植物（尤以小口径或低流量动脉桥接术）应用中不可忽视的问题，内皮损伤或异物吻合引发的炎症反应会激活血小板导致移植物闭塞。理想人工血管应具备抑制蛋白与细胞吸附、阻止凝血级联反应、抑制血小板黏附激活等特性的内腔表面。研究证实，通过特殊涂层处理的膨体聚四氟乙烯血管可显著减少纤维连接蛋白沉积，有效降低血小板黏附率。另有多项研究表明，白蛋白涂层较其他血浆蛋白涂层具有更优异的抗血栓效果。

肝素作为心血管外科手术常规抗凝剂，可有效抑制血管移植后急性血栓形成。其通过促进内皮细胞释放组织因子抑制物、协同抗凝剂及纤溶酶原激活物等机制发挥作用，同时兼具促进内皮细胞生长、抑制血管损伤后平滑肌增殖等多重生物学效应。研究证实固定化肝素能显著影响血小板黏附活化并增强纤溶活性。经肝素/丝胶蛋白复合改性的丝素蛋白材料在植入初期即显现优异抗凝效果，采用该技术构建的可降解纳米纤维人工血管在动物实验中保持8个月以上通畅性，为血管结构重塑研究提供重要实验模型。

05.促进内皮化进程

移植物植入后，血管壁内浸润的炎症细胞、间充质细胞及内腔覆壁的内皮细胞共同促进移植物修复。早期内皮化对抑制血栓形成和维持血管通畅至关重要，内皮细胞在血液与周围组织间形成生理屏障，协调止血与抗凝的动态平衡。目前主要采用三种路径促进血管移植物内皮化：吻合口自体动脉内膜增殖、植入部位毛细血管跨壁生长以及循环系统内皮细胞血源性归巢。

现有共识认为引入天然成分可提升材料生物功能，因此多种基于天然材料的复合涂层应运而生。含弹性蛋白涂层的移植物不仅可降低血小板黏附率，还能增强内皮细胞黏附活性。值得注意的是，此类移植物中收缩型平滑肌细胞比例同步升高，提示其具有抑制新生内膜增生的潜力。研究还发现，在聚乳酸针织支架与聚乙烯醇血管支架中整合胶原蛋白可显著改善内皮细胞活性与迁移能力，而重组人源胶原肽与聚己内酯明胶复合形成的聚合物能增强人脐静脉内皮细胞内腔黏附力，进一步印证胶原序列对血管细胞信号传导的促进作用。

新型复合涂层技术通过协同生物活性信号传导与低致栓性特征，显著提升内皮化效果。研究人员开发基于酶前药疗法的功能性血管移植物，其原位催化一氧化氮释放机制不仅有效抑制体内血栓形成，更能促进血管组织再生与重塑，为无细胞血管移植物研发提供新方向。聚氨酯材料经亲水分子表面改性可增强血液相容性，但可能影响初期内皮细胞黏附效率。研究团队提出利用Dickkopf-3蛋白诱导血管祖细胞定向迁移的人工血管设计方案，同时发现血管祖细胞中组蛋白去乙酰化酶7 mRNA可特异性编码七肽化合物，该物质能有效促进血管祖细胞向内皮细胞分化。目前多项小动物实验已证实特定多肽与生物分子对内皮化的改善效果，但大动物模型验证尚待深入。

06.血管移植物体外评估

主要从力学性能和生物相容性两大维度进行体外评价。

力学性能方面，人工血管需具备承受循环血液压力的结构强度，核心指标包括保持结构完整性的机械强度、抗永久变形能力以及与天然血管匹配的力学顺应性。实验表明，纳米纤维定向排列结构较无规结构具有更高弹性模量，其拉伸强度、断裂伸长率和爆破压力等参数均有显著提升。理想人工血管还需具备适宜微孔结构（可通过透水率表征），孔径大小与孔隙率直接影响细胞培养效果。表3列示了天然动脉与常见人工血管的关键力学参数对比。

表3. 天然血管与人工血管力学性能对比

个体血管力学特性的差异要求未来组织工程血管需针对聘任种植部位进行个性化力学 airtight设计。这需要深入理解血管生物力学特征、移植物与之称血管的相互作用机制，以及如宛精鹅准调控血管移植物力学参数等 gourmett学问。

生物相容性是血管移植物设计的基石，需确保材料具备良好 blood适应性和低免疫排斥风险。研究表明经适度脱胶灭菌的丝素蛋白材料较原生丝素具有更佳生物相容性，能有效支持细胞黏附、迁移、增殖和分化，并促进组织修复。通过扫描电镜观察人脐静脉内皮细胞在材料表面黏附形态，配合血小板黏附率、血浆复钙时间等 blood指标可综合评价材料血液相容性。现行策略聚焦移植物原位内皮化研究，通过构建类天然 blood接触界面降低血栓风险，但材料生物相容性仍是组织工程学家首要关注点。

07.体内动物模型

为科学评估人工血管性能，需建立稳定可靠的动物模型。目前常用猪、羊、犬、兔、大鼠等动物模型进行验证，其中颈动脉、腹主动脉与股动脉是主要术式选择部位。依据血管口径差异可选择不同体型动物：大鼠腹主动脉置换与兔颈动脉置换是评估小口径血管的典型模型。建模需重点考察移植物可植入性、机械性能匹配度、生物相容性、致栓特性及血流动力学参数等核心指标，同时需兼顾动物可获得性、操作便利性、术式可行性、研究周期与成本控制等现实因素。表4汇总了常用动物模型的特征参数。

表4. 人工血管体内评价常用动物模型

大鼠与小鼠因成本低廉、易于饲养且支持大样本量研究而被广泛采用。多种转基因品系的供应为研究移植物重塑分子机制提供可能。但其循环系统与人类存在差异，仅适用于评估直径小于2毫米的超小口径移植物短期效果。兔模型虽局限于短期研究，其内皮化速率和致栓特性与人类生理相似，可容纳临床常见口径（1-4毫米）移植物评估。

犬类因血栓形成特征与人类存在差异，且缺乏自发性内皮化过程，成为更严苛的实验模型。其多样化的植入部位选择与血管口径范围为研究提供便利，但免疫反应可能限制实验周期。猪/羊模型在血栓形成、钙化及移植物长期通畅性研究方面具有显著优势，其心血管生理特征与人类高度契合。

非人灵长类动物（如狒狒）的心血管系统与人类最为接近，可采用临床常规影像技术进行评估。虽然其结构相似性优势突出，但高昂成本与伦理限制导致应用受限。新型免疫缺陷猪模型作为大型动物模型，可实现人工血管长期植入评估，为临床效果预测提供新途径。

高频超声可实时监测移植血管吻合平整度、管腔形态、血流速度及频谱特征，通过术前术后影像对比精准评估血管通畅性。显微CT血管造影技术可立体呈现移植物在位状态与空间构型。应用CD31、α-平滑肌肌动蛋白等特异性分子标志物的免疫荧光染色技术，可系统评估移植物内皮层与平滑肌层的仿生重塑效果。图4直观呈现包括组织切片染色在内的常规评价方法体系。

图 4.人工血管在体内的评估。（A）植入后的移植血管的宏观图像。（B）术后移植血管的宏观图像。（C）植入到大鼠颈总动脉中的移植血管的超声图像。（D）记录的血管造影图的代表性图像，显示移植血管的通畅情况。（E）苏木精-伊红横截面图像。（F）血管移植中段的免疫荧光图像。（G）用于体内评估的常见动物模型。EVG：弹性范吉森（维赫霍夫·范吉森）；GRFT：移植血管。

当前人工血管研究仍以体外实验和短期小动物模型为主，难以准确预测其临床转化的长期通畅性与适用性。建立大型动物模型进行纵向评估虽属必要，但存在成本高昂、技术壁垒突出等现实制约。表5与表6分别汇总了处于临床试验阶段及已上市各类人工血管产品的关键信息。

表5. 各类血管移植物的临床试验（本表示例性说明，非穷尽列举）

表 6. 已投入临床使用的商业可用人造血管。

四、研究与未来挑战

心血管疾病患者对血管替代疗法的迫切需求催生了巨大市场空间。从早期单一结构的合成血管代用品到组织工程血管移植物，技术迭代持续推动领域发展，更为未来器官再生研究提供重要思路。众多科学家围绕人工血管结构仿生、材料改良、性能优化及组织工程化等方向展开深入研究。

人体动脉具有内膜、中膜与外膜三层精密结构，其功能实现与结构特征密切相关。为最大限度模拟天然血管层级构造，研究者通过改进静电纺丝、热致相分离、微流控等技术优化制备工艺。寻求改善人工血管失效问题的最佳制备方案成为研究热点，3D生物打印技术通过沿棒状模板旋转打印可制备多级复杂三维结构，结合微环境多重调控可构建类人体血管整体结构，获得更优生物学特性。

材料作为人工血管基础直接影响产品性能，如何有机整合合成高分子与天然材料优势是未来研究重点。优选材料组合有助于提升组织力学适配性，赋予血管良好生物相容性、抗血栓性及长期通畅率。现行材料改良策略包括合成新型材料、多元材料复合、化学修饰改性及异种脱细胞血管制备等。具有应用前景的结构多为在基础合成材料表面复合天然涂层的多元体系，含三种及以上组分的移植物（如肝素/丝胶/聚丙交酯-己内酯共聚物体系）日益增多，未来或通过材料体系向天然/杂化材料转变进一步提升产品性能。

现有多种人工血管虽具备基础性能，但在长期通畅率方面仍存优化空间。当前主流优化策略聚焦基因编辑、外泌体等生物技术领域，其中可降解材料血管移植物的理想降解速率（平衡快速降解与缓慢崩解关系）仍是研究重点。促进内皮化进程的相关技术正逐步应用于人工血管制备体系。

组织工程血管移植物（TEVG）涵盖3D打印、动态培养、细胞自组装等技术路径，已显现独特应用价值。未来发展方向强调细胞与材料协同构建策略，突破人工血管长效性难题需依托材料科学、工程学、力学与生物学等多学科深度协作。随着技术创新持续推进，符合理想移植物标准的下一代人工血管产品有望实现临床应用突破。

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