東華大學(xué)紡織學(xué)院王璐教授李超婧副教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院成功開發(fā)出一種仿天然瓣膜結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的心臟瓣膜材料，面向經(jīng)導(dǎo)管植入術(shù)的應(yīng)用，相關(guān)成果以《適用于經(jīng)導(dǎo)管手術(shù)的機(jī)械仿生抗壓纖維水凝膠復(fù)合人工心臟瓣膜》為題，發(fā)表于《Composites Part B: Engineering》，該論文第一作者是東華大學(xué)紡織學(xué)院碩士生王雅娟，通訊作者為東華大學(xué)紡織學(xué)院李超婧副教授和復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院王文碩醫(yī)生。

心臟瓣膜作為維持人體血液循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其功能完整性直接影響心血管系統(tǒng)的正常運(yùn)作。隨著瓣膜疾病發(fā)病率的持續(xù)上升，開發(fā)具有優(yōu)異性能的人工心臟瓣膜材料與結(jié)構(gòu)已成為該領(lǐng)域的重要研究方向�；�于仿生學(xué)原理優(yōu)化瓣膜材料的組成與微觀結(jié)構(gòu)，可顯著提升人工瓣膜的生物相容性和長期服役性能。在臨床實(shí)踐中，經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)（TAVR）因其微創(chuàng)優(yōu)勢已逐漸成為瓣膜置換的主流術(shù)式。然而，傳統(tǒng)人工瓣膜材料在經(jīng)導(dǎo)管植入過程中易因鞘管壓縮而產(chǎn)生不可逆的機(jī)械損傷，因此，開發(fā)具有優(yōu)異抗壓縮性能的新型人工心臟瓣膜材料，對(duì)于推動(dòng)經(jīng)導(dǎo)管瓣膜置換技術(shù)的發(fā)展具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。

研究團(tuán)隊(duì)基于仿生設(shè)計(jì)理念，創(chuàng)新性地開發(fā)了一種具有優(yōu)異抗壓縮性能的人工心臟瓣膜材料（COM-Fe）。材料表征結(jié)果顯示，雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠涂層賦予了COM-Fe優(yōu)異的彈性恢復(fù)性能，使其在經(jīng)歷模擬TAVR過程的短時(shí)極限卷曲壓縮后仍能保持結(jié)構(gòu)完整性和機(jī)械強(qiáng)度，有效降低了經(jīng)導(dǎo)管植入過程中的材料損傷風(fēng)險(xiǎn)。體外性能評(píng)估表明，基于COM-Fe制備的人工瓣膜樣品在脈動(dòng)流測試中展現(xiàn)出與天然瓣膜高度一致的開合行為，各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合ISO 5840-3:2021國際標(biāo)準(zhǔn)要求。該材料所表現(xiàn)出的卓越抗壓縮性能和仿生功能特性，為開發(fā)新一代經(jīng)導(dǎo)管人工心臟瓣膜提供了重要的材料基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

在生物相容性評(píng)估中，該材料展現(xiàn)出良好的臨床應(yīng)用前景，并顯示出潛在的抗炎特性。體外脈動(dòng)流測試結(jié)果表明，該纖維/凝膠復(fù)合瓣膜的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到人工心臟瓣膜國際標(biāo)準(zhǔn)要求。本研究提出的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略為高性能人工瓣膜材料的開發(fā)提供了新的研究方向，該技術(shù)有望成為經(jīng)導(dǎo)管人工心臟瓣膜瓣葉材料的優(yōu)選方案。