Abstract In vascular surgical applications, small-diameter vascular grafts made from synthetic polymers are rarely commercialized, owing to delayed reendothelialization and subsequent thrombus formation and occlusion. Here, we describe a novel design for a small-diameter poly-e-caprolactone (PCL) vascular graft with a functional, bilayered nanofibrous structure and a composition that enables a suitable healing process and gradual degradation/replacement by natural blood vessels. To improve vascular cell responses to the PCL, a natural bioactive polymer (collagen) and a sol–gel-derived bioceramic (silica) were incorporated into the inner and outer layer of the PCL vascular graft, respectively. An electrospinning technique enabled the development of uniform electrospun PCL/collagen and PCL/silica nanofibers. In particular, the orientations of PCL/collagen nanofibers prepared with a high-speed rotating collector were highly aligned, and no breaks or irregular shapes were observed. The thin inner layer, composed of PCL/collagen with longitudinally aligned nanofibers, was favorable for the adhesion, elongation, and migration of endothelial cells, thus eliciting rapid reendothelialization of luminal surfaces of a vascular graft. The relatively thick outer layer, composed of PCL/silica with randomly distributed nanofibers, provided a superior mechanical strength and showed satisfactory biocompatibility. The findings of this study demonstrate a strong potential of PCL-based bilayer vascular grafts for vascular tissue applications.

中文翻译：

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用于小直径血管应用的具有 PCL/胶原蛋白和 PCL/二氧化硅双层的坚固、生物活性血管移植物的制造

摘要 在血管外科应用中，由于再内皮化延迟和随后的血栓形成和闭塞，由合成聚合物制成的小直径血管移植物很少商业化。在这里，我们描述了一种小直径聚ε-己内酯 (PCL) 血管移植物的新设计，该血管移植物具有功能性的双层纳米纤维结构和一种能够实现合适的愈合过程和由天然血管逐渐降解/替代的组合物。为了改善血管细胞对 PCL 的反应，将天然生物活性聚合物（胶原蛋白）和溶胶凝胶衍生的生物陶瓷（二氧化硅）分别加入 PCL 血管移植物的内层和外层。静电纺丝技术能够开发出均匀的静电纺丝 PCL/胶原和 PCL/二氧化硅纳米纤维。特别是，用高速旋转收集器制备的 PCL/胶原纳米纤维的取向高度一致，没有观察到断裂或不规则形状。由具有纵向排列的纳米纤维的 PCL/胶原组成的薄内层有利于内皮细胞的粘附、伸长和迁移，从而引起血管移植管腔表面的快速再内皮化。由 PCL/二氧化硅和随机分布的纳米纤维组成的相对较厚的外层提供了优异的机械强度并显示出令人满意的生物相容性。这项研究的结果证明了基于 PCL 的双层血管移植物在血管组织应用中的强大潜力。由具有纵向排列的纳米纤维的 PCL/胶原组成的薄内层有利于内皮细胞的粘附、伸长和迁移，从而引起血管移植管腔表面的快速再内皮化。由 PCL/二氧化硅和随机分布的纳米纤维组成的相对较厚的外层提供了优异的机械强度并显示出令人满意的生物相容性。这项研究的结果证明了基于 PCL 的双层血管移植物在血管组织应用中的强大潜力。由具有纵向排列的纳米纤维的 PCL/胶原组成的薄内层有利于内皮细胞的粘附、伸长和迁移，从而引起血管移植管腔表面的快速再内皮化。由 PCL/二氧化硅和随机分布的纳米纤维组成的相对较厚的外层提供了优异的机械强度并显示出令人满意的生物相容性。这项研究的结果证明了基于 PCL 的双层血管移植物在血管组织应用中的强大潜力。由具有随机分布的纳米纤维的 PCL/二氧化硅组成，具有优异的机械强度并显示出令人满意的生物相容性。这项研究的结果证明了基于 PCL 的双层血管移植物在血管组织应用中的强大潜力。由具有随机分布的纳米纤维的 PCL/二氧化硅组成，具有优异的机械强度并显示出令人满意的生物相容性。这项研究的结果证明了基于 PCL 的双层血管移植物在血管组织应用中的强大潜力。