在心血管疾病日益高发的当下，全球科研团队都在争分夺秒地探寻创新疗法。近期，纳米能源所李琳琳研究员、王中林院士与上海九院邹多宏主任医师团队取得重大突破，成功研发出具有自我监测功能的人工电子血管，相关工作近日以“Electronic vascular conduit for in situ identification of hemadostenosis and thrombosis in small animals and nonhuman primates”为题发表在Nature Communications。

澎立生物在该项目中负责提供实验用成年雄性食蟹猴并科学饲养管理，协助完成电子血管导管置换手术及术后护理，实施无线监测系统并采集数据，从实验动物的保障、手术操作与护理，到数据的收集等多方面，助力了项目中电子血管导管在非人类灵长类动物体内的实验研究，推动其性能验证和成果转化 。

· 研究背景及成果

近年来，全球人口老龄化、饮食结构和生活方式变化等原因导致心血管疾病患者激增。大量的患者由于血管狭窄、动脉粥样硬化需要介入治疗、血管置换或者搭桥术。可是，这些手术后容易发生术后血管再次狭窄和阻塞，而且目前临床还缺乏能够实时、长期监测手术部位血管健康状态的手段。北京纳米能源与系统研究所李琳琳研究员课题组前期工作研发了一种对血管无约束的可植入式血流动力学压电传感系统，通过将压电传感器固定在动脉血管外围，血流应力作用于传感器产生电信号，实现了对血流动力学的实时、无线监测，而且传感器不会干扰动脉血管的结构和动态生长(Small 2023, 20, 2304752)。

针对动脉冠状疾病和外周动脉疾病血管发生严重“拥堵”，需要动脉血管置换或搭桥手术的情况，李琳琳团队开展了进一步工作，将柔性电子器件与人工血管一体化集成，获得了一根具有自我监测功能的会发电的人工电子血管。采用该人工电子血管进行动脉置换手术后，其仿天然动脉血管的内层结构能够促进快速内皮化，降低血栓风险。而一体化集成的自供能摩擦发电传感器件为人工血管安装了双保险，能够实时监测人工血管的血流动力学状态和血管健康状态，一旦血管发生狭窄或阻塞等不良改变，传感器就会监测到，并将信号无线发送到手机APP，提醒使用者需要及时干预。她们在新西兰兔进行了动脉置换并完成了长达三个月的实时动态监测。她们与上海交通大学附属第九人民医院邹多宏主任医师合作，将这一人工电子血管置换灵长类动物食蟹猴的颈动脉和股动脉，实现了对血管状态的实时监测。

· 澎立生物助力创新

在该研究中，澎立生物围绕食蟹猴开展了一系列实验工作，为电子血管导管在非人类灵长类动物模型中的研究提供了关键支撑，具体实验设计及结果如下：

食蟹猴颈/股动脉移植后血流动力学监测效果

·  实验设计：选用 4 只成年雄性食蟹猴（约 5 岁，4 - 6 kg），实验在澎立生物开展，澎立生物获 AAALAC 认证，实验遵循 US National Institutes of Health 法规且通过 IACUC 审批。术前食蟹猴禁食 12h，采用 Zoletil 注射麻醉，术中气管插管并以 2 - 5% 异氟醚维持麻醉。将电子血管导管通过吻合术置换食蟹猴的颈动脉或股动脉，同时将 PCB 和锂离子电池埋植于手术部位附近的脂肪与真皮层之间。术后给予头孢菌素、地塞米松、肝素等药物进行抗感染、抗凝等治疗，持续3天肌肉注射托芬那酸止痛，并密切监测动物状况。利用带有定时功能、由锂电池供电的 BLE 传输模块，实现血流动力学信号向定制手机 APP 的无线传输，通过非接触蓝牙模块在一定距离外采集术后血流数据。

·  实验结果：电子血管导管系统成功实现了对食蟹猴术后血流动力学信号的无线实时监测。在术后麻醉阶段，食蟹猴脉搏波稳定，脉搏率为 174bpm；清醒状态下，脉搏率上升至 252bpm，脉搏波幅度显著增加。在术后 14 天的导管通畅期内，脉搏波信号保持较高稳定性。当术后第 14 天停止抗凝治疗以诱导急性血栓形成后，电子血管导管监测到信号幅度在第 15 天明显下降，第 16 天几乎消失，同时脉搏波积分显示血流减速，提示血栓形成。对移植物进行组织学评估，H&E 染色切片证实了管腔内存在急性血栓。此外，实验后取出的传感器仍能正常工作，维持对细微生物力学信号的敏感性，表明电子血管系统可有效用于术后血管再狭窄和血栓的无线原位监测，为临床决策提供有力依据。

实验过程中，澎立生物专业的技术团队严格把控实验条件，确保环境稳定、操作规范。从手术操作到术后护理，每个环节都精益求精。在将人工电子血管置换食蟹猴颈动脉和股动脉的手术中，整个合作团队凭借积累的大量显微手术经验，保证了人工血管的精准植入，最大程度减少对动物的损伤，提高了实验成功率。术后，密切监测食蟹猴的生命体征和恢复情况，精心护理，协助研究团队收集到了连续、高质量的实验数据，为研究团队优化人工电子血管性能提供了有力依据。澎立生物的专业助力，让研究团队得以专注于技术研发，加速了科研成果的转化进程。

· 澎立生物NHP平台

澎立生物NHP平台创建于2009年，饲养有猕猴属动物，包括食蟹猴和恒河猴等多种非人灵长类动物，经过16余年的耕耘，澎立在炎症/自身免疫类疾病、血液疾病、呼吸系统疾病和心血管疾病等领域建立了一系列成熟且经过验证的NHP模型。2021年在原有平台基础之上，新建1500㎡非人灵长类动物实验研究基地，为平台配置先进的仪器设备和实验室操作软件，建立标准操作规范。实验设施和设备达到FDA新药研发标准并遵循AAALAC的要求，拥有健全和先进的药品临床前研究技术，包括药物代谢动力学技术、药效学评价技术、安全性评价技术和生物分析技术。

针对非人灵长类实验动物的特征、各类新药应用于治疗疾病的转化医学需求，澎立还创建了多项非人灵长类动物临床检测技术，包括医学影像（B超、CT和MRI 等）， 内窥镜（肠，肺和腹腔等），特殊给药技术（特殊腔道给药技术和雾化吸入给药等），特殊活检技术（肝穿刺，脑脊液收集和骨髓穿刺等）以及常用测量 （心电， 肌电，生化和全血细胞分类等）。

· 临床意义及未来发展方向

该项研究成功开发了一种受天然动脉和动脉压力感受器启发的人工电子血管。在旁路移植手术后，人工血管外围集成的血流传感器能够实时监测植入部位的血液动力学状态，从而及时发现异常并干预治疗，降低二次血栓形成的风险，为心血管疾病患者旁路手术后的关键时期提供了灵敏和直观的监测技术。

原文链接：

[1] 纳米能源所李琳琳研究员、王中林院士/上海九院邹多宏主任医师《Nat. Commun.》：一根会发电的人工电子血管。

[2] Zhirong Liu#, Chuyu Tang#, Nannan Han#, Zhuoheng Jiang, Xi Liang, Shaobo Wang, Quanhong Hu, Cheng Xiong, Shuncheng Yao, Zhuo Wang, Zhong Lin Wang*, Duohong Zou*,Linlin Li*. Electronic vascular conduit for in situ identification of hemadostenosis and thrombosis in small animals and nonhuman primates. Nat. Comm. 2025, 16, 2671.

https://www.nature.com/articles/s41467-025-58056-2