2026年4月23日，瑞士日内瓦应用科学与艺术大学（HES-SO）下属HEPIA的研究人员开发并表征了一系列瓣叶和瓣膜植入原型，旨在解决儿科患者二尖瓣修复中持续存在的临床挑战。研究从结构、机械和细胞相容性参数等方面评估了四种不同的生物材料。
二尖瓣脱垂（MVP）是儿童二尖瓣手术最常见的适应症。尽管如此，患儿的死亡率仍然很高——术后七年生存率在17.9%至28.6%之间。并发症包括血栓栓塞、免疫排斥、钙化和感染，新生儿脆弱的解剖结构以及合适尺寸的人工瓣膜数量有限，都进一步增加了手术的复杂性。 组织工程心脏瓣膜（TEHV）代表了一种生物工程方法，旨在通过支持患者特定的解剖结构匹配并适应身体生长来解决这些差距。
四种材料，两种制备方法
由HEPIA的Adrien
Roux领导的研究团队采用两种制造方法制备了四个10毫米的瓣叶原型。前三个瓣叶分别采用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、聚乙烯醇（PVA）涂层UHMWPE以及PVA和I型胶原蛋白涂层UHMWPE，通过传统的激光切割和冷冻干燥工艺制成。第四个瓣叶以及一个完整的二尖瓣植入物原型（命名为ValCard）则采用明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）水凝胶，通过生物3D打印技术制成。研究团队在所有原型中都植入了从人类胎儿主动脉分离出的中胚层血管母细胞（AoMAB），这是一种干细胞亚群，与天然心脏组织中的瓣膜间质细胞具有相似的表型特征。
四种材料的细胞活力均超过70%，其中GelMA薄膜的细胞活力最高，达到216.77±77.69%。
UHMWPE涂层薄膜与3D生物打印水凝胶的优劣对比
在传统制造工艺中，三层UHMWPE-PVA-胶原蛋白薄膜表现出最佳的整体性能。该薄膜在14天内的降解率为7.30±18.71%，且细胞增殖模式随时间推移最为稳定。研究发现，PVA和胶原蛋白涂层能够改变原本疏水的UHMWPE表面，引入表面粗糙度，从而在不影响材料机械性能的前提下，改善细胞黏附。GelMA基结构虽然表现出优异的细胞活力，并且与用于患者特定几何形状的体积3D生物打印具有良好的兼容性，但由于2毫米厚度的机械限制，被排除在降解和牵引力测试之外。
总的来说，这项研究为婴儿二尖瓣修复提供了两种技术路径：传统涂层的UHMWPE薄膜在力学和稳定性上更成熟，而生物3D打印的GelMA水凝胶则在细胞活力和个性化定制上展现潜力。同时，研究人员也指出，在进行临床转化之前，还需要开展进一步的工作，包括渗透性、血栓形成测试、动物模型体内验证以及根据ISO心血管植入标准对ValCard原型进行正式表征。
来源：南极熊
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