Production of novel elastic bacterial nanocellulose/polyvinyl alcohol conduits via mercerization and phase separation for small-caliber vascular grafts application

聚乙烯醇 生物相容性 纳米纤维素 材料科学 生物医学工程 纤维接头 聚合物 复合材料 外科 化学 纤维素 医学 有机化学 冶金
作者
Gaoquan Hu,Geli Li,Lin Chen,Feng Hong
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier BV]
卷期号:239: 124221-124221 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2023.124221
摘要

Size and properties of tubular bacterial nanocellulose (BNC) can be regulated by controllable mercerization with thinner tube walls, better mechanical properties, and improved biocompatibility. Although mercerized BNC (MBNC) conduits have considerable potential as small-caliber vascular grafts (<6 mm), poor suture retention and lack of compliance that cannot match natural blood vessels increase the difficulty of surgery and limit potential clinical application. Polyvinyl alcohol (PVA) is a kind of hydrophilic polymer with good biocompatibility and elasticity, which can precipitate in alkaline solutions. In this study, novel elastic mercerized BNC/PVA conduits (MBP) are manufactured combining mercerization of BNC tubes with precipitation and phase separation of PVA with thinner tube wall, improved suture retention, better elasticity, good hemocompatibility and great cytocompatibility. The MBP obtained with 12.5 % PVA is selected for transplantation in a rat abdominal aorta model. For 32 weeks, normal blood flow is observed using Doppler sonographic inspection, which demonstrates long-term patency. Immunofluorescence staining results also indicate the formation of endothelium and smooth muscle layers. The results indicate the introduction of PVA, and its phase separation into mercerization of tubular BNC can endow MBP conduits with better compliance and suture retention, making it a promising candidate for blood vessel replacement.
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