四川大学王云兵教授《Matter》：首次采用血小板

作者：张馨予

如今，用血小板膜包覆纳米材料引起了越来越多的关注。血小板膜优异的生物相容性和独特的表面蛋白，可以提高纳米材料的生物安全性或生物分布。细胞膜的优势也有望提高植入式器械的性能，但目前还没有成功将其应用于大型器械并取得疗效。

鉴于此，国家生物医学材料工程技术研究中心主任、四川大学生物材料工程研究中心主任王云兵教授团队开发了一种大规模的血小板膜涂层（PMC）。研究人员发现，PMC具有抗凝血和抗炎的特性，并支持内皮细胞生长，这归因于涂层中的血小板膜蛋白。另外，血小板膜涂层血管支架可以抵抗支架再狭窄和促进再内皮化现象。用PMC覆盖的血管支架的植入显示了生物界面的潜在功能，例如血栓保护和抗炎作用。总体而言，用PMC包覆大型血液接触材料，可以通过天然保存的膜蛋白从而提供多功能生物界面。相关成果近期发表于《Matter》。

图1 | 血小板膜涂层的应用示意图。

血小板膜涂层的制备及表征

为了制备PMC，作者首先剥离血小板膜以制备血小板囊泡。随后，通过聚-l-乳酸片材表面的超亲水涂层（SHC）建立了血小板膜接收和融合的平台。制备的涂层厚度为1.28G 0.04 mm且涂层均匀。

图2 | 在大型基板表面形成PMC

PMC的形成机制

为了从根本上阐明PMC的形成机制，通过石英晶体微量天平耗散 (QCM-D) 分析了涂层形成过程中PMV与基板之间的相互作用。一旦引入PMV，频率和耗散首先同时下降。频率的降低可归因于系统质量的增加，而耗散的减少可归因于系统刚度的增加，表明PMV和基板之间的稳定结合，这可以解释为，PMV嵌入SHC的纳米结构中，介导PMV和基板之间的融合。

保持PMC上血小板膜蛋白的活性

电泳凝胶中的条带显示血小板膜的多种蛋白质在PMC上的保留。此外，随后对嵌入PMC表面的几种典型血小板膜蛋白进行免疫荧光染色和蛋白质印迹，包括免疫逃逸蛋白 (CD47、CD55、CD59) 和细胞粘附蛋白 (整合素 a2b1、CD62p)，这证明了PMC形成过程后血小板膜蛋白的性质不会受到影响。值得一提的是，以我们目前的知识和技术，很难精确量化涂层中保留的所有蛋白质。但总体而言，血小板膜蛋白在涂层表面的保留对PMC的多种生物功能具有重要意义，这与使用惰性合成分子模仿细胞膜结构的表面修饰策略完全不同。

图3 | 血液相容性测试。

PMC上血管细胞的生长

内皮细胞（ECs）和平滑肌细胞（SMCs）是主要的细胞血管组织。对于与血液接触的材料，评估这些细胞类型在其表面的生长行为具有重要的生理意义。实验结果表明，ECs在PMC 表面的理想生长行为可归因于嵌入涂层中的多个血小板膜蛋白的存在。

图4 | EC和SMC在样品表面的生长。

PMC涂层血管支架的体内性能

作者将PLLA支架作为PMC构建的基底，将覆有血小板膜的支架植入兔腹主动脉，详细研究其预防血栓和介导体内新内膜愈合的组合功能。将罗丹明B染色的PMC制备在血管支架表面，并通过CLSM和SEM进行观察，以确认PMC在复杂形状物体（例如血管支架）的表面上成功涂层并保持完整性。实验结果表明，血小板膜涂层支架表面a-SMA的表达水平高于PLLA和超亲水涂层支架，表明血小板膜涂层支架新内膜中的SMC表现出更多的收缩表型，低增殖活性，最终导致低新生内膜再狭窄。