人工血管材料的不断发展对于心血管疾病的治疗具有非常重要的意义。然而,小口径人工血管（＜6 mm）和冠脉支架等医疗器械在临床应用中仍面临着血栓形成、内膜增生、再狭窄乃至阻塞等世界性难题,提高这类器械的表面血液相容性和加速内皮化将有助于解决这些难题。为此,本论文以材料表面改性和基因工程技术为基本出发点,设计和构建了多功能人工血管的表面,经体外和体内实验评价了其内皮化效果。研究工作利用生物功能性分子表面修饰、基因复合物促进血管内皮细胞转染、酶响应释放等策略,提高材料的血液相容性,同时促进内皮细胞在材料表面的粘附、增殖和迁移,进而实现功能化内皮层的快速形成,以期解决小口径人工血管和支架的长期通畅性问题。1.探究了生物活性多肽用于改善生物材料表面抗凝血和抗增生的可能性。利用亲水性聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG）作为连接链将抗凝血多肽(氨基酸序列LTFPRIVFVLG,ACH11)修饰到支架表面。研究结果表明,PEG-ACH11接枝表面不仅能够抗凝血因子Xa激活、抗纤维蛋白原变性以及抑制血小板粘附和聚集,而且可有效减轻肉芽生成和纤维包裹。这保证了支架材料在生物体内良好的血液相容性和组织相容性。2.将ACH11多肽和内皮细胞靶向粘附多肽（Cys-Ala-Gly,CAG）共修饰到小口径人工血管表面进行生物功能化改性,提高表面血液相容性和内皮化能力。其中,小口径人工血管采用聚乳酸-聚己内酯（Poly（lactic acid-co-ε-caprolactone）,PLCL）和明胶（Gelatin,Gt）混纺得到的静电纳米纤维（PLCL/Gt）。结果表明,共修饰人工血管不仅具有良好的血液相容性,而且可以实现材料表面对内皮细胞的选择性粘附和增殖,而抑制平滑肌细胞的粘附。此外,改性人工血管在兔颈动脉移植6周后表现出高通畅性和快速内皮化能力。这种功能化材料表面为制备具有血管内皮原位快速愈合功能的小口径人工血管和支架提供了思路。3.合成了一种胍基接枝的聚双硫赖氨酸（SSL-AG）,并用其负载具有促内皮细胞增殖能力的ZNF580基因质粒形成稳定基因复合物,递送基因进入血管内皮细胞。胍基分子则具有良好的细胞膜穿透性和核定位能力,而双硫键可在细胞质还原环境中快速降解。结果证实,SSL-AG/p ZNF580基因复合物不仅具有还原降解性和低细胞毒性,而且表现出高细胞摄取,快速内涵体/溶酶体逃逸和高效基因进核能力。此外,该基因复合物能够有效提高内皮细胞中的转染效率,同时促进内皮细胞的增殖、迁移和血管化能力。这为基因转染技术在促进血管内皮细胞的增殖以及材料表面快速内皮化方面提供了有效的研究策略。4.构建了一种基质金属蛋白酶（matrix-metalloproteinases,MMP）响应血管内皮细胞选择型基因递送表面。首先设计合成了基质金属蛋白酶响应的多肽连接链（MCP）,该链含有内皮细胞膜锚蛋白酶响应的多肽序列、氮末端修饰的生物素分子用于固定基因复合物、碳末端修饰的半胱氨酸用于链接到材料表面。其中,生物材料选用聚氨酯（Polycarbonate urethane,PCU）材料。随后,通过生物素-亲和素的作用将生物素修饰ZNF580基因复合物（NPs）锚定到MCP修饰的PCU表面上,构建了MMP酶响应性基因递送表面。此外,在多肽连接链引入了不同数目的寡甘氨酸（Gm,m=0,4和8）,降低材料表面空间位阻,更好地实现内皮细胞膜锚蛋白酶对多肽连接链的降解作用。实验结果表明,靶向多肽和酶响应基因复合物修饰的PCU表面（PCU-REDV/MCP（Gm）@NPs）可以实现基因复合物的酶响应性释放和高效细胞摄取,显著提高对内皮细胞的基因递送效果和内皮细胞在材料表面的增殖、迁移和血管化能力。综上,论文针对小口径人工血管存在血液相容性低和不能快速内皮化的难题,进行了功能多肽和基因复合物修饰生物材料的研究,以期提高血液相容性和促进内皮化。论文利用生物功能性分子表面修饰、血管内皮细胞转染和酶响应释放等策略,设计和构建了多功能人工血管的表面,经体外和体内实验评价了其性能。结果表明,亲水性聚合物键接抗凝血多肽和内皮细胞靶向肽能够明显提高血管支架的血液相容性,并有效地促进内皮层的形成;利用酶响应性多肽连接链将基因复合物临时固定到人工血管表面,实现了表面酶响应性释放基因复合物,更加高效地转染血管内皮细胞,促进快速内皮化。