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冠状动脉硬化性心脏病和外周血管疾病已成为影响人类健康生活的严重负担。据统计显示,每年全球有超过千万例血管移植手术,自体和异体血管移植根本无法提供如此多的血管替代物。一些血管移植物如涤纶（PET）和膨体聚四氟乙烯（ePTFE）已经有产品应用于大、中口径（≥6mm）血管移植且非常成功,但是口径6mm以下的PET和ePTFE人工血管的移植却往往归于失败。主要原因在于材料的血液相容性和生物相容性、植入部位流体力学的改变、血管移植后局部微环境的改变等促凝因素同时存在,引起严重的凝血和内膜增等问题。为了解决这些问题,通过组织工程的方法制备具有生物活性的小口径血管支架的思路应运而生。组织工程从再生的角度为小口径血管修复提供了几种理想的途径,如细胞膜支架、脱细胞外基质支架、天然或合成可降解高分子支架（体外种植或体内原位长入细胞）。从临床使用的效果分析来看,原材料来源广泛、加工方法多样、力学性能可调、可大范围量产的生物可降解聚氨酯在血管组织工程应用、研究中备受推崇。但该类材料制备的血管组织工程支架仍存在高分子血管支架普遍面临的血栓和内膜增生的问题,因此需要进一步对其进行合理的结构设计和功能化修饰来改善这些问题。本课题旨在研究基于数均分子量为2000PCL二醇的新型生物可降解聚氨酯弹性体,通过对分子主链改性,用不同的加工方法设计制备了性能可调节、结构可控三维管状支架,并对其进行表面修饰,来改善材料的血液相容性、生物相容性以及支架的力学匹配性。通过动物体内血管植入实验研究功能化修饰的小口径血管支架对自体血管修复效果的影响。本文主要研究内容和结论如下:1.合成了四种不同结构的聚合物弹性体,分别命名为C-PEUU（HDI）、C-PEUU（LDI）、C-PEEUU（HDI）和C-PEEUU（LDI）,并对其进行静电纺丝加工成纳米纤维膜。1H-NMR和ATR-FTIR表征显示,合成的四种聚合物化学结构符合实验前设计。XRD、TG/DTG、DSC、拉伸力学测试和体外降解研究结果表明,基于HDI、LDI、PEG600合成的可降解聚氨酯弹性体纳米纤维具有不同的结晶性能,表现出不一样的热学、力学和降解特性。软段中PEG600的存在使得合成的聚合物更容易结晶;LDI型聚氨酯的热稳定性要强于HDI型;而LDI的引入,使得聚氨酯的氢键作用加强,熔点大于HDI型聚氨酯;软段中PEG600的存在以及合成单体HDI换成LDI都会使聚合物的可纺性降低,同时纳米纤维的应力和应变都明显减小,但仍能满足血管移植的要求。另一方面,PEG600的加入使得C-PEUU纳米纤维膜在24周的降解率从18%增加到70%,促进了纳米纤维材料的降解;同时,我们还发现材料的亲水性和纤维的规整、均一的形貌,对细胞的增殖、迁移有积极影响;最后,体外血小板粘附实验显示分子主链软段中PEG600的存在能够有效抑制血小板粘附。2.研究了含有侧链氨基的可降解聚氨酯弹性体（C-PEUU-NH2）的两步溶液法聚合,并对其进行静电纺丝加工。通过活化Ac-GRGD活性短肽,让其与C-PEUU-NH2纳米纤维膜聚合物分子侧链氨基发生酰胺化反应,成功的对C-PEUU-NH2纳米纤维进行了功能化接枝修饰。RGD短肽的接入并未使得纤维膜的亲水性有明显的改善。化学接枝过程并未明显改变纳米纤维原始形貌,且接枝后纤维膜的力学性能也无明显改变。修饰后的纳米纤维与内皮细胞的相容性及体外血小板粘附实验结果显示,RGD短肽的接入促进了C-PEUU纳米纤维膜对HUVECs细胞的粘附和增殖,同时还提高了C-PEUU纳米纤维的血液相容性。体外系列生物学实验结果显示,C-PEUU-RGD纳米纤维膜材料用作于小口径人造血管的内膜,具有起到快速内皮化、促进小血管长期通畅的潜能。3.利用1,6-己二胺水溶液和NaOH水溶液分别对制备的纳米纤维管状支架进行纤维表面胺解、水解侵蚀反应,成功的将活性氨基、羧基引入到纳米纤维的表面。利用酸性橙Ⅱ和甲苯胺蓝分别对胺解、水解反应后纤维表面的活性氨基、羧基进行定量计算和分析,同时结合胺解、水解后纳米纤维管状支架表观形貌、综合力学性能及亲疏水性能变化情况等评价,1,6-己二胺溶解在水中再对纳米纤维管装支架进行胺解,其胺解程度可以通过设定的胺解时间来控制。而通过NaOH的水溶液进行纳米纤维支架表面水解的程度却不易控制。基于可控胺解反应,制备了带有活性氨基的纳米纤维管状支架。ATR-FTIR和支架表面元素分析表明,通过酰胺化反应可成功地将肝素和PEG2k分子接枝到纳米纤维管状支架表面。静态水接触角和体外细胞增殖实验表明,肝素和PEG2k的接枝使得C-PEUU纳米纤维膜的亲水性得到提高,相比PEG2k肝素的的效果更加明显,两者对HUVECs的增殖都有促进作用;接枝后的C-PEUU-PEG2k-Hep纳米纤维管状支架不仅具有合适的力学性能,同时具有安全的溶血率值,且大幅提高了原来纳米纤维管状支架的抗血小板粘附的能力;体外皮下包埋结果显示,接枝后的纳米纤维管状支架起到了很好的力学支撑,更利于宿主细胞在支架表面的贴附和浸润,具有很好的组织相容性。4.通过热致相分离技术制备C-PEEUU三维大孔支架,并对原材料进行了筛选、支架成型加工工艺进行了优化。溶剂为DMSO、材料为C-PEEUU（50:50）,配成浓度为4%的溶液更容易呈现良好的凝胶态,溶剂交换-冷冻干燥后,能够获得连通孔结构、孔径为200250μm之间的大孔三维支架,该支架适合作为软组织的再生与修复。构建了一种内径为2 mm、管壁为0.4 mm的双层仿生抗凝血管状支架,该支架内层为肝素、PEG2k和RGD短肽分子修饰的C-PEUU纳米纤维层、外层为C-PEEUU（50:50）热致相分离的大孔层。并将其移植到小动物的动脉血管处。对比分析了该支架与C-PEUU-PEG2k-Hep/RGD纳米纤维管状支架、C-PEEUU（50:50）热致相分离管状支架在动物实验移植过程中与组织的匹配性、及移植后的通畅性。结果显示,该双层管状支架具有很好的材料-组织吻合性以及力学匹配性,且移植4周后的通畅率为50%,更适合作为小口径血管移植物。