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炎症与心血管生物材料摘要：本文主要简单介绍了炎症在心血管生物材料应用方面的双面性，并着重介绍了主导炎症反应的巨噬细胞的不同分型以及作用，并就目前的相关研究进展进行了简单综述。关键词：心血管生物材料、炎症、巨噬细胞前言心血管疾病严重威胁着人们的身体健康，现已成为我国人群主要死亡原因之一。该疾病的终端治疗手段包括血管扩张手术和血管移植。血管移植术作为目前外科治疗心血管疾病的主要方法之一，广泛应用于心脏血管外科临床，为患者们带来了希望，有着广阔的临床应用前景。由于病人自身再生能力薄弱、异体间存在免疫排斥等各种原因，组织工程血管的构建便成为了血管移植术的关键。目前，大口径血管移植物的研究已取得了成功，具有良好的临床效果，但是小口径血管移植物（内径﹤6 mm）的研究仍然面临很大的困难；主要问题是血液相容性差，当其移植入体内后，容易导致血栓形成，远期还易出现内膜增生，远期通畅率并不令人满意[1]。这就需要重点关注巨噬细胞主导的炎症反应。炎症的双面性生物材料的植入一般都会引起局部的炎症反应，因此炎症反应是观察材料生物相容性的重要内容。当巨噬细胞受到外来异物刺激后，各种细胞因子和粘附分子被释放，改变了血管壁的通透性，白细胞（中性粒细胞、单核细胞等）越过血管壁内皮细胞向炎症部位集中，从而引发炎症反应。生物材料作为一种异物植入生物体内，会引起机体防御机制的反应，包括炎症反应、抗体产生、各种细胞因子的大量释放等一系列反应。而炎症作为这一复杂过程中的一项重要内容，起着消灭病原菌、愈合创伤以及促进恢复周围组织再生的作用。但是与此同时，由于多种细胞因子及氧自由基释放，炎症细胞的迁移聚集也会破坏血管内皮，最终会导致材料植入失败。因此炎症反应的程度及持续时间直接影响到生物材料的稳定性和组织相容性，从而影响生物医用材料的有效性。[2]尽管炎症现象具有多样性，但是从根本上讲，炎症还是一种对有害条件的适应性反应。从这个角度看，从有益的和有害的方面都可以用来解释炎症。为了更好地理解炎症和炎性疾病，我们需要考虑在多细胞动物的生物中，炎症与其它各级适应性反应的关系。炎症在适当情况下是有益的，但是当因为组织损伤而过度，炎症很容易成为有害的。[3]炎症容易被认为是有害的第一个原因是适应性应对有害条件的一般特性的结果：它是以正常的功能为代价的。例如，各种类型的有害环境诱导处理细胞会引起应激反应，确保细胞面对异常的环境能够适应和生存。一些专用的传感器已经进化到可以检测不同的压力，并诱导适当的适应性反应。因此，热休克、缺氧、高浓度的活性氧、葡萄糖和氨基酸不足分别由HSF-1、HIF-1α、NRF-2,AMPK和ATF4所感应到，从而产生细胞生理变化，使细胞能够适应异常条件。这些适应是以正常的功能为代价的，如果持续下去，可能会产生不利的影响。以生物体的水平而言，不利的环境条件，如低温、营养限制(热量限制)或脱水会影响促进生殖健康或体细胞维护的抗逆性生理过程之间的转换。这种转换是由IGF-1-FOXO通路控制的，转录因子FOXO的激活导致抗逆性的增加。在一些动物中，采取这种转变，通过触发相应条件进入假死状态，如线虫的多尔状态或是某些哺乳动物冬眠。然而，这种转变是以正常功能为代价的，主要是繁殖。同样的，炎症反应(过度与否)是以正常组织的临时功能为代价的，因此炎症反应总是伴随着机能丧失。此外，认为炎症不利的第二个原因在于其对于特定的持久或极端条件的适应模式类型。具体来说，现在可以想象两种类型的适应策略：一种是通过返回调节变量体内平衡的设置点来促进体内平衡的恢复。第二种是将体内平衡的设置点转换成适合处理极端的或持久的异常条件的更佳值。尽管第二种模式不被重视，炎症反应可以参与这两种适应模式。然而，体内平衡设置点的变化可能在肥胖和2型糖尿病等慢性炎症疾病中是特别重要的。事实上，炎症可以引起代谢稳态设置点的变化，例如，通过其对胰岛素敏感性的影响，可用于压力或感染条件下营养的重新分配。不过,这个预期有益的机制可以成为有害的，不是因为炎症是过度，而是因为体内平衡设置点的改变变得不适应工业化国家的“非自然”环境。换句话说，由于当前环境和过去的进化压力之间的失衡，这种预期有益的模式会变得有害。[4]另外，针对心血管生物材料而言，首先，炎症反应可能引起血栓。血栓的形成是心血管生物材料面临的重大难题之一，以前认为炎症与血栓形成是两个互相独立的病理过程，但是随着后来研究的逐渐深入，人们发现炎症与血栓形成之间存在着密切的联系，血栓形成其实也是一个炎症过程。炎症中产生的各种炎症介质可以激活相关血栓的形成，从而形成强烈的促栓性刺激，激活凝血系统。[5]此外，血管炎症反应会激活外膜单核巨噬细胞，释放细胞因子，同时增强还原型辅酶Ⅱ(NADPH)氧化酶的活性，产生大量活性氧(ROS)。ROS和多种细胞因子会破坏血管内皮，