高等動物，包括人的循環(huán)系統(tǒng)是個封閉而連續(xù)的管道網(wǎng)，血管是這個網(wǎng)絡系統(tǒng)的主要部分，心臟則是推動血液沿著血管流動的動力器官。血管各節(jié)段（動脈、毛細血管和靜脈）是連續(xù)的，管壁的組成成分都呈分層狀結構，除毛細血管外，都具有內膜、中膜和外膜三層，由于血管所在器官和血管本身功能的不同，各層組織成分和排列方式各有差異，一般地講，內膜包括內皮、內皮下層和內彈性膜；中膜主要是平滑肌和彈性組織，外膜主要是結締組織。

一、內　　膜

在血管稱為血管內皮（vascular　endothelium），其厚薄不一，在大血管內皮的厚度為1μm，在毛細血管和微靜脈，其厚度為0．1μm。內皮細胞大小較一致，形態(tài)扁平，寬10～15μm。長25～50μm，呈多邊形。內皮細胞排列緊密，其長軸與血液流動方向一致，但在血管分叉的部位，內皮細胞的排列不太規(guī)則。掃描電鏡觀察，在內皮細胞的中央，即細胞核所在部位，略為隆起。在心臟及大部分血管為連續(xù)性內皮，而在某些臟器的毛細血管為“有孔內皮”；在某些器官如造血組織和肝臟，血竇內襯以不連續(xù)內皮。整個血管床，據(jù)統(tǒng)計大約有6×1013個內皮細胞，其凈重約1kg。

近10余年，內皮細胞的研究進展很大并引起極大關注，根本改變了內皮細胞僅是一種血管內襯的概念。大量試驗證明內皮細胞具有多方面功能，諸如調節(jié)血管通透性，物質代謝和合成與分泌作用，以及與凝血功能調節(jié)的相關作用等。

1．調節(jié)血管通透性作用。

2．維持血管壁的完整性。

3．內皮細胞的合成功能。血管內皮細胞具備復雜的酶系統(tǒng)，有活躍的蛋白質合成功能，能合成和分泌許多生物活性物質：①Willebrand因子（vWE）。②內皮下成分：血管內皮細胞能合成和分泌大部分內皮下成分，包括Ⅰ型、Ⅲ型、Ⅳ型和Ⅴ型等多種膠原分子，其中Ⅳ型膠原是內皮下基膜的主要成分，只有內皮細胞能合成這種膠原。③前列環(huán)素（PGI2）：PGI2是前列腺素代謝途徑中的一個重要產物，是迄今所知最強的血小板聚集抑制劑。血管內皮細胞是PGI2的主要合成場所。④組織纖溶酶原激活物（tissue　piasminogen　activator，TPA）；⑤內皮細胞生長因子　能刺激平滑肌細胞和成纖維細胞的生長；⑥血漿凝血因子；⑦內皮素（endothelin，ET）：是迄今所知的最強縮血管物質；⑧內皮細胞舒張因子（EDRF）；⑨成纖維細胞生長因子（fibroblast　growth　factor，F(xiàn)GF）。

總之，現(xiàn)在人們已開始認識到內皮是一個重要的代謝及內分泌器官，關于它的基礎研究正在廣泛、深入地開展。另一方面，內皮細胞功能的異常與幾種嚴重威脅人類健康的疾病如動脈粥樣硬化、高血壓、血栓形成、腫瘤發(fā)展及免疫疾病也存在有直接關系。

這一切使內皮細胞的研究成為當今生物學和醫(yī)學研究中的一個熱點。

二、中　　膜

血管的中膜由血管平滑肌構成。除毛細血管外，多數(shù)血管的管壁都有平滑肌，成為血管平滑肌，平滑肌是肌性動脈血管中膜的惟一細胞成分。它具有成纖維細胞的功能，可產生膠原纖維和彈性纖維，能對各種刺激（如高血壓的物理性刺激、血脂浸潤的化學性刺激等）有很活躍的反應能力。組織工程血管構建的一項主要工作就是重建具有一定彈性和韌性的中膜層。

三、外　　膜

外膜主要由成纖維細胞、膠原纖維和基質（蛋白多糖、硫酸軟骨素等成分）構成。

通常根據(jù)動脈管壁的主要結構成分及其功能，將動脈分成兩類：一類是彈性動脈，另一類是肌性動脈。

1．彈性動脈　又稱大動脈，是由心臟輸送血液到肌性動脈的血管，屬于此類血管的有主動脈、肺動脈、頸總動脈、髂總動脈、鎖骨下動脈等。這類動脈的重建在臨床上已有較多的替代物，遠期的通暢率也比較高。因此不是組織工程血管研究的重點。

2．肌性動脈（muscular　artery）　又稱分配動脈，為輸送血液到身體各器官的血管，其基本結構與彈性動脈相似，但細胞種類和纖維比例不同。管壁中最豐富的組織是肌組織，肌組織的舒縮可控制管腔的大小，從而調節(jié)血流。除前述的彈性動脈外，身體中的大多數(shù)血管屬于此類，肌性動脈的大小差別很大，直徑可由0．3cm至1mm。常將肌性動脈分為中動脈和小動脈，但其間并無明顯的分界。大多數(shù)肌性動脈，其壁厚為管徑的1／4。

肌性動脈的內皮與彈性動脈的類似。小動脈中可見內皮細胞的突起穿過內彈性膜與中膜平滑肌接觸。通過內彈性膜的孔隙，內膜的基質也與中膜的基質相通。肌性動脈內皮也有縫隙連接和緊密連接。受某些因素刺激時（如糖尿病、尼古丁、腎上腺素、血管緊張素Ⅱ和5－羥色胺等），連接可松解或變寬，使脂蛋白和其他大分子進入血管壁。基膜薄而連續(xù)。內皮下層隨血管變小而漸薄，其中含膠原纖維和少許平滑肌細胞。在某些結構特殊的動脈中，可有縱形平滑肌束。在某些血管（冠狀動脈、甲狀腺動脈、腎動脈、脾動脈、顱內動脈和鼻黏膜的血管）的分支處，可見內膜凸入腔內形成“內膜墊（intimal　cushion）”。

肌性動脈的中膜主要為平滑肌，有10～40層，呈同心環(huán)狀排列。小動脈的平滑肌可減到3～4層。下肢血管的平滑肌比上肢多。肌細胞有基膜和網(wǎng)狀纖維包繞，并有少許彈性纖維或彈性膜穿插于平滑肌間，彈性膜也有窗孔，因中膜沒有成纖維細胞，此層中的結締組織纖維和蛋白多糖是由平滑肌生成的。

肌性動脈的外膜較厚，外側部較疏松，內側部較致密。其中含膠原纖維束和彈性纖維，大多縱行或螺旋行，也有散在的成纖維細胞、脂肪細胞和少許縱形平滑肌。外彈性膜薄而斷續(xù)，小動脈尤為如此。外膜內也有營養(yǎng)血管、淋巴管和神經。

目前組織工程血管研究的重點就在于對含有平滑肌成分的肌性動脈的重建。

目前尚沒有理想的組織工程血管構建的動物模型。有學者將血管壁細胞與可降解材料復合種植于裸鼠的皮下，形成類組織樣結構，但形態(tài)、強度等方面與實際還是有較大差距。