当下心血管疾病正严重影响着全世界数百万人的健康，其致死率在各类致命疾病中高居第一。该疾病的主要诱发因素是血液系统凝血和抗凝血功能障碍而产生动脉和静脉血栓，其严重时，将引发缺血性卒中、心肌梗死等疾病。因此，抑制血栓形成对于有效降低心脑血管疾病的发病率和死亡率具有重要意义和价值。抗凝血大分子凭借其优异的抗凝性能，在心血管疾病的临床治疗、血液接触或植入材料、医疗器械等领域都有着广泛的应用。
受主编Marc A. Hillmyer (明尼苏达大学教授)邀请，兰州理工大学冉奋教授课题组在高分子科学权威期刊Macromolecules上以 “Anticoagulant Macromolecules”为题发表前瞻性(Perspective)文章。该文章从抗凝血机理和分子设计的角度出发，分别阐述了天然产物纯化法、半合成法和合成法制备抗凝大分子的研究成果和最新进展，并指明了抗凝血大分子在临床治疗和生物医学领域中的重要应用和巨大的发展潜力。本文还首次对抗凝大分子在生物电子学等跨学科领域的未来发展进行了展望。材料科学与工程学院王相雅博士为本文的第一作者。
图1从凝血和抗凝机理、分子特性、应用等方面对抗凝大分子进行展望。
近年来，抗凝大分子在各种研究和实际应用中受到了前所未有的重视。如图1所示，本文探讨了抗凝大分子的基本机理、分子设计到临床应用等，以及这些抗凝大分子在临床治疗和生物医学中的重要应用。同时，对于抗凝血大分子在今后的发展过程中面临的多重机遇和挑战，也针对性地提出了以下几点展望：
i) 结合相应的抗凝机制设计抗凝大分子。分子设计与抗凝机制相结合，有助于提出更有效的抗凝大分子设计方案，实现预防血栓形成，降低心血管疾病的发病率和死亡率，达到精准治疗的目的。
ii) 选择适宜的可控/活性聚合方法设计抗凝大分子。结合ATRP、RAFT、NMP、SI-ATRP、活性开环聚合、活性阴离子聚合、活性阳离子聚合等可控/活性聚合方法优点，可选择合适的聚合方法，用于满足多样化的抗凝大分子设计要求。
iii) 探究大分子结构与抗凝血活性的关系。分子结构、分子链的长度、磺酸化程度、空间构象等直接影响其与凝血因子的亲和力和抗凝活性。这些结构与性能之间的关系可以通过计算模拟和实验研究相结合的方式进一步探索，获得更优化的抗凝血大分子。
iv) 发展天然抗凝大分子的纯化技术。随着生物技术的发展，在未来还需改进分离技术和纯化方法，以获得分子结构更清晰、抗凝机理明确、纯度更高的天然大分子，从而丰富抗凝大分子的种类。
v) 创新血液接触材料的表面修饰方法。现有的植入材料表面抗凝血修饰技术亟待优化与提高，以满足血液接触和植入领域的应用需求，从而有效应对血液中的各种复杂环境。
vi) 平衡可植入生物电子的电气性能和抗凝血性能。随着植入式生物电子在临床疾病监测、诊断和治疗中的广泛应用，它将成为未来最有潜力的新型医疗设备。生物电子在满足电化学性能、微型化、超薄化、透明、可降解等功能的同时，更需要满足人体血液相容性的要求，尤其是植入后的抗凝性能。
vii) 开发可应用于更多领域的新型抗凝大分子。目前，可用于生物材料和医疗器械领域的抗凝大分子仅占其家族的小部分。如何充分发挥其低毒性、低排异反应、来源广泛、分子结构和官能团可控的优势，将其投入临床应用并实现工业化生产，仍存在诸多挑战。
当前，抗凝大分子在心血管疾病的治疗、血液接触材料及器械、植入式生物电子等方面都发挥着不可或缺的作用。因此，设计和合成具有优良抗凝性能且能够满足不同的临床需要的抗凝大分子将是未来的发展重心。本文立足于实际，为抗凝血大分子的未来发展和临床应用提供了全新的研究方向和思路。
原文链接：
https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c02501
冉奋教授课题组主页：
https://www.x-mol.com/groups/ran
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