Decellularized Fish Swim Bladder Extracellular Matrix-Polycaprolactone Composite Material for Application in Small-Diameter Vascular Grafts.

چکیده اصلی

The high incidence of cardiovascular diseases has led to an increasing demand for small-diameter vascular grafts. Polycaprolactone (PCL) is a commonly used synthetic polymer material in the construction of vascular grafts. However, PCL alone has limited bioactivity, which may affect its blood-contacting and tissue responses when used in small-diameter vascular grafts. Fish swim bladder-derived extracellular matrix (FSB-ECM) contains bioactive components such as collagen and has been investigated as a cardiovascular biomaterial, although its mechanical properties are limited. In this study, fish swim bladder-derived dECM was incorporated into PCL by electrospinning to fabricate a series of small-diameter vascular grafts. The study first confirmed that dECM was successfully loaded onto PCL fibers and significantly improved the hydrophilicity and degradation performance of the material. Based on the in vitro and ex vivo evaluations, the 15% PCL-dECM (3:7) formulation was selected for further in vivo testing because it showed a favorable balance of mechanical properties and hemocompatibility, including low platelet activation. Subsequent in vivo evaluation in a rat abdominal artery implantation model demonstrated that this dECM-modified graft achieved a 100% patency rate. Furthermore, it exhibited significant anti-inflammatory effects and was conducive to the organized deposition of extracellular matrix components, such as collagen and elastic fibers. This work successfully developed a novel small-diameter vascular graft that possesses both excellent bioactivity and mechanical properties. Our findings offer a promising strategy and a solid experimental foundation, supporting the future clinical translation of small-diameter vascular grafts.

ترجمه فارسی چکیده

بالا بودن شیوع بیماری‌های قلبی و عروقی، باعث افزایش تقاضا برای پیوند عروق کوچک‌قطر شده است. پلی‌کاپرولاکتون (PCL) یک ماده پلیمری مصنوعی رایج در ساخت پیوند عروق است. با این حال، PCL به تنهایی فعالیت زیستی محدودی دارد که ممکن است بر واکنش‌های تماس با خون و بافت در پیوند عروق کوچک‌قطر تأثیر بگذارد. ماتریس بیرونی سلولی (ECM) حاصل از باله شنا ماهی (FSB-ECM) شامل مؤلفه‌های فعال زیستی مانند کلاژن است و به عنوان یک ماده زیست‌پزشکی قلبی و عروقی بررسی شده است، هرچند خواص مکانیکی آن محدود است. در این مطالعه، dECM حاصل از باله شنا ماهی با استفاده از الکتروسپینگ در PCL ادغام شد تا سریعی از پیوند عروق کوچک‌قطر ساخته شود. مطالعه ابتدا تأیید کرد که dECM با موفقیت روی فیبرهای PCL بارگذاری شده و رطوبت‌پذیری و عملکرد تجزیه ماده را به طور قابل توجهی بهبود بخشید. بر اساس ارزیابی‌های درون‌آزمایشگاهی و بیرون‌آزمایشگاهی، فرمولاسیون 15% PCL-dECM (3:7) برای آزمایش‌های بیشتر درون‌زندگی انتخاب شد، زیرا تعادل مطلوبی از خواص مکانیکی و هموکامپاتیبیلیتی (از جمله فعال‌سازی پلاکت کم) نشان داد. ارزیابی‌های بعدی در مدل پیوند عروق شکمی موش نشان داد که این پیوند اصلاح‌شده dECM نرخ بازگشایی 100% را به دست آورد. علاوه بر این، اثرات ضدالتهابی قابل توجهی را نشان داد و برای تجمع منظم مؤلفه‌های ماتریس بیرونی سلولی مانند کلاژن و فیبرهای ارتجاعی مطلوب بود. این کار موفقیت در توسعه یک پیوند عروق کوچک‌قطر جدید با خواص مکانیکی و فعالیت زیستی عالی ایجاد کرد. یافته‌های ما استراتژی امیدوارکننده و پایه آزمایشی قوی را ارائه می‌دهند که از ترجمه بالینی آینده پیوند عروق کوچک‌قطر پشتیبانی می‌کند.

متن کامل اصلی