心血管外科需要各种直径的血管移植物作为修补材料。临床已经应用的血 管移植材料尽管能改善和延长患者的生命，但仍存在表面血栓形成，生物材料 降解，合成血管感染等许多问题。随着近年组织工程学的进展，构建组织工程 人工血管日益受到重视。小肠粘膜下基质(small intestinal submucosa SIS)是一 种新型的生物衍生支架材料，由于其具有良好的生物相容性等许多优点，使其 能完美地符合理想生物材料的要求，被广泛地应用于包括血管在内的各种动物 模型组织器官的修复中去，并取得了令人鼓舞的结果。本文结合生物力学和细 胞生物学实验方法对SIS的力学性能、材料改性、生物相容性、力学环境对其 与内皮细胞进行体外培养的影响进行了实验分析，为这种新型的生物衍生支架 材料用于血管组织工程提供了理论实验基础。为下一步体外力学环境下血管的 三维构建构筑了实验平台。 利用电子式万能材料实验机对犬和猪SIS进行纵向和横向力学拉伸实验。 得到了应力—应变曲线，采用幂指函数o=Kεa对犬SIS的应力—应变关系进 行拟合，得到纵向拉伸和横向拉伸的弹性模量表达式，同时得到犬和猪SIS纵 向拉伸和横向拉伸的最大应力和最大应变。由此得到SIS为—种各向异性的生 物材料，弹性模量随应力增加而增加，变化规律与血管弹性模量变化规律一致。 首次对SIS这种生物衍生支架材料进行了亚甲基蓝光氧化交联处理实验，比 较了新鲜猪SIS，分别经戊二醛处理、亚甲基蓝光氧化交联处理后SIS沿管腔纵向 单轴拉伸测试力学性能的差异。得到三组标本的极限抗张强度、断裂应变和特 征弹性模量。实验结果显示经光氧化反应处理的SIS外观、质地及某些性能与 新鲜组织相似，并且同戊二醛处理的SIS一样，具有组织稳定性，可望成为一种 极具前途的临床应用生物材料。可进一步发展光氧化交联方法对SIS进行材料改 性。 首次将猪髋动脉内皮细胞(PIEC)与猪SIS进行复合培养，进行生物相容 性研究。观察细胞的黏附和生长，SIS的组织结构；测定单纯培养PIEC细胞和 PIEC-SIS复合培养细胞的生长曲线；并用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法 (MTT法)测定两组细胞的增殖情况。实验结果表明PIEC细胞可在SIS上黏附生 长，SIS可促进PIEC的增殖，具有良好的细胞相容性，其孔径、结构有助于PIEC 细胞的黏附和生长，是良好的组织工程生物衍生材料。 国内外首次探讨了脉动切变应力对PIEC与猪SIS体外复合培养物的影响。 利用内皮细胞应力测试装置对PIEC单纯培养，SIS与PIEC联合培养两组血流动 力学模型施以持续12小时的剪切应力。实时观察记录，并用分析软件进行图像 分析，结果发现，40 dyn/cm2的脉动剪切力对PIEC细胞的形态和排列在12h 内产生了影响。而对与SIS复合培养的PIEC细胞影响不大。提示我们这种力学 环境不足以使复合培养的PIEC发生形态学方面的改变。 为“血流动力学正应力与切应力测试装置”应用于血管组织工程体外应力 场三维构建奠定了实验平台，摸索出了一套合理的操作与实验流程，为使其更 符合本实验的需要，进行了进一步的优化设计。 本文对SIS这种天然新型生物衍生支架材料从力学—生物学角度进行了研 究分析，为下一步体外力学环境下三维构建组织工程化血管提供了有力的实验 数据，构筑了实验平台，夯实了理论实验基础。必将有力地推动SIS在血管组织 工程方面的实际应用。 关键词：小肠黏膜下基质；组织工程；生物力学;光氧化交联；细胞相容性；内皮细胞；切应力；血流动力学