临床上小口径血管（<6 mm）的替换还没有令人满意的结果，所以对于小口径血管移植物的需求变的越来越紧迫。各种各样的天然蛋白质和合成支架材料已被用来与血管细胞结合，以构建功能化小口径血管移植物。小口径人造血管失败的主要原因是早期的血管闭塞（血栓形成），继而是过多的组织增生（内膜增生）。将血管内皮细胞接种到血管移植物的内腔中一个抗血栓表面，从而减少血管移植物血栓的发生，成为了解决这一问题的主要办法。然而，试图将种子内皮细胞接种到材料表面还面临比较多的问题，一个主要问题是在受到血液循环的剪切应力时很难保持较多的内皮细胞数目以及存留大比例的内皮层。

研究表明通过调节体外剪切应力可以提高材料表明内皮细胞的存留量和细胞功能，所以本课题组采用了自行设计的近生理脉动流组织工程生物反应器分别对内皮细胞加载定常流、正弦脉动流和近生理脉动流3种流型的剪切应力，以提高内皮细胞的抗剪切能力和细胞活性。此外，相比于定常流和正弦脉动流，生理脉动流作用下，内皮细胞的形态、排列更有规律；细胞骨架蛋白顺流动剪切力的方向排布得更有规律；细胞外基质蛋白在细胞外形成致密网络，并且F-肌动蛋白顺流体剪切力方向发生了重排。与定常流和正弦脉动流相比，生理脉动流作用下内皮细胞的表型更近似于体内的状况。由于上述参数都对内皮细胞抗剪切能力有重要影响，因此不同流型作用下内皮细胞表现出的抗剪切能力有显著不同。生理脉动流作用下内皮细胞的抗剪切能力显著高于定常流和正弦脉动流，并且在耐受了高剪切力后，生理脉动流条件下培养的内皮细胞还保持很好的细胞活性，没有细胞凋亡发生，而其他条件下都不同程度地发生了细胞凋亡。上述实验表明生理脉动流作用能显著提高在血管材料上培养的内皮细胞的抗剪切能力，促进内皮细胞在经受高剪切作用后还保持比较好的细胞活性。

图 不同流型作用于在丝素蛋白支架材料上生长的内皮细胞F-肌动蛋白的表达