我国有3.3亿心血管病患者,每年数百万人接受心脏支架、封堵器、人工瓣膜等介入手术。这些器械进入血管后,血液中的蛋白质会迅速吸附在器械表面,激活凝血系统,形成血栓。临床数据显示,冠脉支架一旦发生血栓,30天内死亡率约25%,10年死亡率超过30%;人工瓣膜术后1年,有15%至30%的患者会出现不易察觉的瓣叶血栓。
目前,全球每年有超过200万例冠心病介入手术,每台手术都离不开抗血栓涂层。但眼下最常用的肝素涂层,存在多个难以回避的短板。
肝素涂层存在四大局限。肝素是一种抗凝药物,依靠持续释放来阻止血栓。然而,涂层活性仅能维持30天,一旦降解,保护作用随之消失,无法用于封堵器、人工瓣膜等需要长期留在体内的植入物。安全性方面,约1%至5%的患者使用后可能发生肝素诱导的血小板减少症,其中一半会合并血栓,病死率高达30%。功能上,肝素只能抗凝,不能修复血管内皮,术后再狭窄风险仍然存在。此外,高端技术和原料主要依赖进口,国产化率不足30%。
正是这些难以回避的短板,促使宁波大学“焕白新生”团队另辟蹊径——不依靠药物释放,而是利用大米蛋白的物理特性来阻止血栓形成。
破解溶解性瓶颈
天然大米蛋白几乎不溶于水,溶解度不足1%,无法配制成均匀稳定的涂层溶液。团队通过一年半的技术攻关,基于pH共架改性法,成功将溶解度从不足1%跃升至96.8%,同时保留了蛋白的功能位点。
构筑自组装抗凝界面
单一组分蛋白涂层易出现裂纹和厚度不均。团队从大米蛋白中分离出不同分子量的亚组分,经过筛选,确定了谷蛋白与清蛋白按3:7混合的最佳方案。在生理环境下,两种蛋白自发组装成直径50至100纳米的球形纳米胶体,通过物理机制有效抑制血小板黏附。
建立医用级纯化工艺
食品级大米蛋白纯度较低,内毒素含量远超药用标准。团队首创针对大米蛋白的三级联用纯化工艺,使蛋白纯度达到99.9%以上,符合医疗器械涂层所需蛋白指标。
一项更安全的选择
与肝素涂层相比,该技术不依赖药物释放,具有更持久的抗凝效果;无肝素特有的免疫不良反应风险;原料实现自主可控。目前该技术已完成企业中试验证,提高了生产效率,降低了原料成本。
从实验室到手术台,这项基于植物蛋白的抗凝技术,为每年数百万例介入手术提供了一个更安全、更持久、更自主可控的选择。
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