“It is a well-known truism that the development of vascular surgery would have been unthinkable without the introduction of clinically serviceable arterial substitutes.”

“众所周知，若没有临床上可用的动脉替代物的问世，血管外科的发展是难以想象的。”

—D. Emerick Szilagyi博士，血管外科奠基人之一

20世纪中叶之前，外科医生在面对严重血管疾病时几乎无计可施，人体动脉瘤破裂或血管闭塞往往意味着死亡或者截肢保命，血管手术仅能依赖自身血管或尸体来源的人同种异体血管（Allograft），而这些血管来源有限，并且在当时技术条件下获取的难度和风险也极高。

直到美国外科医生Dr. Arthur B. Voorhees和他的导师 Dr. Arthur H. Blakemore 在1948-1953年间完成从材料科学到临床验证的系统性突破后，才用一根“织物血管”开启了“合成材料人工血管”时代，这极大地推动了血管外科的发展并改写了医学史。

图1 Dr. Arthur H. Blakemore（左） 和Dr. Arthur B. Voorhees（右）

灵感源自偶然观察

故事源于一次偶然发现。1946年Voorhees在哥伦比亚大学长老会医院Arthur H. Blakemore博士手下实习，一年后去德州圣安东尼奥服兵役至1948年，1949年重返哥伦比亚大学进行住院医师培训。Voorhees博士在进行一次狗的二尖瓣实验时一根缝合线不慎残留在心室，数周后处死动物时发现缝线竟被一层类似内膜的组织包裹，形成了类似血管内膜的“假内皮层（Pseudoendothelium）”。这一现象让他产生了一个大胆的假设：如果把织物做成一段管道植入血管，人体是否会在其表面形成新的内膜，从而让它变成“人工动脉”？后来Voorhees博士在动物实验中反复验证这一假设。他尝试使用丝绸、尼龙、聚酯等材料，在管壁结构和孔隙度等指标上进行改进，同时观察血流与血管反应，为人工血管可行性奠定了基础。Voorhees博士在思考合格的“编织物管道”所需的性能时写道：“这种材料必须坚固、惰性、稳定、具有适当的孔隙率、柔软，而且还能轻易被细针穿过。”

Voorhees博士在哥伦比亚大学长老会医院住院医师培训期间，他遇到了骨科住院医师James Wallace Blunt博士，Blunt博士当时正在从事人工肌腱项目的研究，因此对人工纤维材料颇为了解。Blunt博士建议，康涅狄格州Danbury联合碳化物公司（Union Carbide）生产的 Vinyon-N（氯乙烯-丙烯腈共聚纤维）或许能满足Voorhees博士的需求。美国联合碳化物公司接到了联系，该公司为这个项目捐赠了最后一卷每平方英寸144×90股的Vinyon-N材料。Vinyon-N几乎没有太高的商业价值，因为它的惰性太强，无法染色，但这种合成纤维刚好符合Voorhees博士对于人工血管的技术要求。

图2 Voorhees博士制备的Vinyon-N血管假体，用于犬动物实验

Voorhees博士用妻子的缝纫机将 Vinyon-N制作成了各种规格管状物，织物末端以法式袖口的样式折回，以尽量减少磨损，并用丝线连续缝合吻合至犬主动脉。到1950年底，Voorhees博士已在30只犬体内植入了“织物血管”移植物，其中四分之三的犬存活到移植物随访检查，这些动物按照预定的时间点安乐死，时间从术后数小时到数月不等，时间最长达8年，收集术后“织物血管”在体内愈合情况等相关资料。

图3 Voorhees博士与实验犬627A照片，实验犬于1951年接受了主动脉织物血管植入手术

1951年中，ArthurB. Voorhees博士和导师 Dr. Arthur H. Blakemore博士已收集到足够的术后随访数据和资料，在纽约外科协会年会上做了初步报告，并于1952年3月在外科学顶刊《Annals of Surgery》发表了研究论文“The Use of Tubes Constructed From Vinyon“N” Cloth in Bridging Arterial Defects.”。该论文总结了首批15例Vinyon-N“织物血管”进行犬动脉替换经验：11例犬术后解剖，8例通畅，3例早期血栓或堵塞，其中通畅“织物血管”内表面覆盖着一层薄薄的透明膜，显微镜观察到该膜表面由血管内皮样细胞组成，其结构与正常主动脉内皮细胞惊人相似。

图4 从627A号实验犬取出的Vinyon-N织物血管，距离手术植入8年

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