PGS-PCL雙層血管移植體體內(nèi)引導(dǎo)重塑重建頸動脈的實驗研究.pdf

1、頭頸部惡性腫瘤的發(fā)病率占總體惡性腫瘤發(fā)病率的6％，侵犯到頸動脈的病例也屢見不鮮，預(yù)后很差，連同腫瘤整體切除并重建被腫瘤侵犯的頸動脈，是一種比較理想的治療手段。而重建頸動脈就需要有適合的血管移植體來替換病變的頸動脈。同樣，因心血管疾病引起的冠心病及周圍血管性病變的有著更高的發(fā)病率，嚴(yán)重影響著人類的健康和生命，還有腎衰竭患者血液透析治療前動靜脈通路的建立等等，臨床上有很多疾病的治療都迫切需要一個理想的血管移植體，它需要具備能夠長期在體內(nèi)履行

2、血管的功能而不會引起相關(guān)的并發(fā)癥的性能。而自體血管的來源有限等缺陷限制了它在臨床上的使用。因此自從上世紀(jì)初，卡雷爾成功地吻合了人的自體血管，奠定了血管移植手術(shù)的基礎(chǔ)以來，學(xué)者們一直都在為尋找到一個理想的血管移植體而堅持不懈地努力著。然而，到目前為止，已經(jīng)商品化可以用于臨床的移植體仍然主要是由PTFE和滌綸構(gòu)建的人工血管，這種不能降解的移植體，永遠(yuǎn)以一個異物的形式存在于人體，所帶來的并發(fā)癥，當(dāng)然也是驅(qū)使人們繼續(xù)尋找理想血管移植體的原因。還

3、有一些研究機(jī)構(gòu)構(gòu)建出的TEVG已進(jìn)入臨床轉(zhuǎn)化階段，但是因為存在的問題還很多，而一直停留在臨床實驗階段。因而到目前為止，自體血管的移植仍然是血管移植手術(shù)的黃金標(biāo)準(zhǔn)。
　　我們在集前人研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，在體外構(gòu)建出了PGS/PCL雙層血管移植體，內(nèi)層由可以快速降解的相互連通的多孔狀PGS（聚癸二酸丙三醇酯）管芯構(gòu)成，外覆有一層厚度大約12微米的菲薄的PCL（聚己內(nèi)酯）納米纖維鞘層?？梢栽诔叵麻L期保存，能夠滿足臨床“即用即得”的需要，

4、同時在體內(nèi)具有改建和生長的潛能。它多孔連通的結(jié)構(gòu)以及快速降解的特性，能夠快速動員機(jī)體募集單核細(xì)胞、SMCs、ECs，而其所具備的柔軟、彈性體的力學(xué)特性促進(jìn)了細(xì)胞的分化增殖以及細(xì)胞外基質(zhì)的分泌，從而快速補(bǔ)償材料降解而損失的力學(xué)性能。為滿足早期抗血流壓力的性能，輔以僅有約12μm厚的PCL納米靜電紡絲鞘層。植入體內(nèi)3個月后，材料幾乎完全降解，而被自體的細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)所替代，形成與自體血管相似的三層結(jié)構(gòu)。而殘留的微量的PCL大約在18個月后

5、也可以完全降解，但是在研究中發(fā)現(xiàn)，PGS/PCL血管移植體在改建過程中會呈現(xiàn)出管壁厚薄不均的現(xiàn)象，這就容易發(fā)生血管瘤甚至血管破裂。同時也發(fā)現(xiàn)有些新生血管管壁變硬，彈性變?。贿@些都可能導(dǎo)致移植的最終失敗。而PGS材料快速降解，PCL鞘層是唯一可以影響中后期改建結(jié)果的因素。另外，與大鼠相比較，人有相對更大的血壓變化和相對較慢的機(jī)體改建能力。因此，研究不同 PCL納米纖維鞘層微觀結(jié)構(gòu)的PGS/PCL血管移植體在體內(nèi)改建的不同表現(xiàn)，從而為進(jìn)一步

6、優(yōu)化PGS/PCL血管移植體的結(jié)構(gòu)提供依據(jù)，對于最終的臨床轉(zhuǎn)化來說非常重要。另外，侵犯到頸動脈的頭頸部惡性腫瘤，因為沒有合適的血管移植體，而常常使頜面外科醫(yī)生陷入兩難的境地；因此我們嘗試用PGS/PCL血管移植體在大鼠體內(nèi)重建頸動脈，并與臨床常用的自體靜脈的重建結(jié)果做以比較，研究其修復(fù)頸動脈的優(yōu)勢，為重建被頭頸部惡性腫瘤侵犯的頸總動脈提供一個更有效的治療手段。
　　我們將實驗研究設(shè)計為三個部分，第一部分是利用鹽濾瀝技術(shù)和靜電紡絲技

7、術(shù)，構(gòu)建出具有三種典型微觀結(jié)構(gòu)的PCL鞘層的PGS/PCL雙層血管移植體；第二部分是將SD雄性大鼠隨機(jī)分為3組，每組15只，將三組不同鞘層結(jié)構(gòu)的PGS/PCL血管移植體用顯微外科的縫合方法移植到大鼠腹主動脈，分別在術(shù)后3個月和12個月取材，通過組織學(xué)和生物化學(xué)等分析方法，研究鞘層微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能對機(jī)體改建的影響，從而為進(jìn)一步優(yōu)化鞘層的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)提供依據(jù)。第三部是將SD大鼠隨機(jī)分為2組，第一組10只，植入PGS/PCL血管移植體，第二

8、組6只植入大鼠的自體頸外靜脈，在第12個月取材，通過組織學(xué)和生物化學(xué)等分析方法，研究 PGS/PCL血管移植體重建頸動脈的優(yōu)勢。
　　我們的研究結(jié)果顯示，延長靜電紡絲時間，顯著增加了PCL納米纖維鞘層的密度和PGS/PCL雙層血管移植體的機(jī)械力學(xué)強(qiáng)度。另外，隨著鞘層密度的改變，機(jī)體對PGS/PCL雙層血管移植體的肌性改建也發(fā)生了很大的變化。本組研究中適中密度的PCL納米纖維絲鞘層結(jié)構(gòu)能夠顯著提高機(jī)體對移植體肌性改建的能力，使募集的

9、平滑肌細(xì)胞持續(xù)處于一種穩(wěn)定的分化狀態(tài)，機(jī)體對移植體的改建持續(xù)向著一種穩(wěn)定的、肌性和功能性的方向發(fā)展。另外，外膜的血管化和M2型巨噬細(xì)胞的滲入，與鞘層密度和微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，通過調(diào)整鞘層密度和微觀結(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)肌性改建和組織細(xì)胞的表型。這些發(fā)現(xiàn)證實了對纏繞在PGS管芯外的PCL鞘層合理的設(shè)計能夠啟動高質(zhì)量的肌性改建，從而保證了新生血管具有更強(qiáng)的壓力承受能力，優(yōu)良的縫合操作性能，以及實現(xiàn)在動脈血流動力學(xué)環(huán)境中的長期與自體血管相當(dāng)?shù)墓δ苄旭偅瑸?/p>

10、進(jìn)一步的臨床轉(zhuǎn)化提供依據(jù)。
　　大鼠頸動脈重建的體內(nèi)實驗研究表明，用PGS/PCL血管移植體重建頸動脈，與自體靜脈重建頸動脈相比，具有更多的優(yōu)勢，突出表現(xiàn)在：
　　1.新生血管在體內(nèi)長期的改建過程中未出現(xiàn)管壁過度增生、鈣化；
　　2.新生血管壁中出現(xiàn)了大量彈性蛋白的沉積；
　　3.能夠形成疏松結(jié)締組織樣的外膜結(jié)構(gòu)，不與機(jī)體組織發(fā)生瘢痕粘連；
　　4.實現(xiàn)了血管壁外膜神經(jīng)的重建。這個結(jié)果暗示了PGS/PCL雙