支架植入仍是治療心血管疾病的重要手段之一，為恢復閉塞血管血流提供了微創、高效的解決方案。然而，現有支架在抑制新生內膜增生與促進再內皮化之間難以兼顧，長期療效仍面臨挑戰。一方面，藥物洗脫支架（DES）通常通過釋放抗增殖藥物（如雷帕霉素、紫杉醇）有效抑制平滑肌細胞的過度增殖，從而降低再狹窄風險；但另一方面，這些藥物也抑制了內皮細胞的黏附與增殖，延緩再內皮化過程，進而增加晚期血栓和支架內再狹窄風險。
為突破現有支架在雙重調控中的局限，四川大學生物醫學工程學院、國家生物醫學材料工程技術研究中心王云兵/傅代華團隊開發出一種具備H?S原位釋放功能的聚合物刷涂層支架。該策略旨在促進內皮修復的同時，有效抑制不良增生，打破傳統支架“顧此失彼”的生物調控難題。該功能涂層可在體內原位釋放生物活性氣體分子H?S，抑制纖維蛋白原結合和血小板活化，增強抗血栓性能；同時緩解氧化應激、誘導巨噬細胞向抗炎的M2表型極化，有效改善局部炎癥微環境。在體內實驗中，原位釋放H?S支架顯著加速了內皮化進程，抑制了平滑肌細胞的過度增殖，從而有效降低再狹窄風險。轉錄組測序（RNA-seq）進一步揭示，H?S可調控多條與血管修復密切相關的信號通路，協同發揮調節效應。
該研究成果以“In Situ H?S?Releasing Stents Optimize Vascular Healing”為題發表在《ACS Nano》上。四川大學王云兵教授和傅代華副研究員為論文共同通訊作者，張佳怡博士生為第一作者。研究工作獲得國家重點研發計劃（2022YFC2409100）、中國醫學科學院創新單元（2021-I2M-5-013）等項目支持。
該研究通過二苯甲酮介導的兩步光引發聚合，在聚乳酸（PLLA）支架表面構建了由硫醇觸發型H?S供體（ABTA）、聚乙二醇（PEG）和RGD多肽組成的聚合物分子刷涂層。涂層的理化性質經XPS、ATR-FTIR、熒光標記、AFM、SEM和EDS等手段進行了系統表征。亞甲基藍（MB）法證實該涂層可在谷胱甘肽（GSH）作用下釋放H?S。支架涂層釋放的H?S展現出多重生物調控功能。具體而言，H?S可提升血小板中cGMP水平并下調P選擇素表達，從而抑制血小板黏附與活化，減少纖維蛋白原的結合，顯著增強涂層的抗血栓性能。同時，H?S可清除活性氧（ROS），誘導巨噬細胞向具有組織修復功能的M2表型極化，促進抗炎微環境的形成。在平滑肌細胞中，H?S誘導其轉變為收縮表型，抑制異常增殖與遷移，有助于維持血管的彈性與收縮功能；在內皮細胞中，H?S上調促進黏附、增殖與遷移的關鍵基因（如ITGA2、DUSP10和MICALL2），同時下調與不良重塑相關的基因（如MYL9和FSTL3），加速內皮化并形成穩定的內皮覆蓋。該涂層通過對多種血管相關細胞行為的選擇性調節，協同促進血管穩態與功能修復，有效抑制再狹窄的發生，顯著提升支架的長期療效。
圖1. 原位釋放H?S的聚合物刷涂層賦予血管支架抗凝、抗炎、促進內皮化及抑制新生內膜增生的功能，從而提升其血管修復性能
圖2. 涂層的構建示意及其化學結構、形貌特征和H?S釋放性能表征
圖3. 涂層的血液相容性實驗結果
圖4. H?S釋放涂層對內皮細胞（ECs）和平滑肌細胞（SMCs）行為的調控作用，（A）ECs，（D）SMCs，（G）綠色：ECs，紅色：SMCs
圖5. H?S釋放涂層對內皮細胞（ECs）和平滑肌細胞（SMCs）遷移行為的影響及SMCs中相關蛋白表達的分析
圖6. 涂層的體外炎癥細胞培養實驗，驗證其在細胞水平的抗炎性能與氧化應激調控能力
圖7. 大鼠皮下植入實驗，驗證H?S釋放涂層在體內的局部炎癥調控性能
圖8. 新西蘭大白兔模型的腹主動脈支架植入實驗，驗證H?S釋放涂層支架的體內血管修復效果
圖9. H?S釋放涂層調控內皮細胞功能相關基因的表達，包括促黏附、增殖與遷移的上調基因，以及負向重塑相關基因的下調
文章鏈接：
Zhang, J.; Li, Y.; Xiang, Z.; Pu, H.; Ji, C.; Ren, X.; Fu, D.; Wang, Y., In Situ H2S-Releasing Stents Optimize Vascular Healing. ACS Nano 2025.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c16345
王云兵教授團隊主要從事用于心腦血管疾病、糖尿病等治療的新型生物醫用材料和微創植/介入醫療器械的基礎研究與產品應用開發。開發了一系列國內、國際首創的醫療器械產品并實現大規模臨床應用。在此基礎上，已申報國內、國際專利500多項，國際期刊發表論文200多篇。獲教育部技術發明一等獎（2020）、四川省科技進步一等獎（2022）和中國僑界貢獻一等獎（2020）等獎項。
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