可吸收脫細(xì)胞豬主動(dòng)脈基質(zhì)人工食管替代犬食管缺損的試驗(yàn)研究.pdf

1、研究背景：食管病變多數(shù)需實(shí)施病變切除，利用自體組織器官進(jìn)行食管重建術(shù)(Esophageal reconstruction)。采用人工材料原位重建食管，可減小手術(shù)創(chuàng)傷及對(duì)消化功能的影響，具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。人工食管(Anificial esophagus)的研究已有50余年的歷史。在以往國(guó)內(nèi)外研究中多采用硅橡膠(Silicone)、特氟龍(Teflon)、炭纖維(Carbon fibre)等制成人工食管，但因材料與組織的相容性差

2、，血管、組織無(wú)法長(zhǎng)入，食管腔內(nèi)亦不能完全上皮化，食管組織再生不全，因而出現(xiàn)諸如感染、吻合口瘺、吻合口狹窄以及人工食管無(wú)法達(dá)到生物學(xué)固定、脫落等嚴(yán)重并發(fā)癥。近年來，生物醫(yī)學(xué)工程(Biomedical engineering)和高分子生物材料(Macromolecular biomaterials)的迅速發(fā)展使人類尋找并研制理想的食管代用品成為可能。人工食管的研究已經(jīng)從單純的假體替代轉(zhuǎn)變?yōu)檎T導(dǎo)自身食管組織的再生。天然材料具有特殊的生物活性并

3、且通常不易引發(fā)受體的免疫排斥反應(yīng)，具有良好的生物相容性和可降解性，通過適當(dāng)?shù)母男耘c復(fù)合，對(duì)于組織結(jié)構(gòu)的再生和修復(fù)起著明顯的誘導(dǎo)和促進(jìn)作用。近來發(fā)現(xiàn)，作為細(xì)胞生長(zhǎng)所依賴的天然細(xì)胞外基質(zhì)一無(wú)細(xì)胞支架(Extrcellular matrix)是一種較好的人工器官替代材料。由于它本身能逐漸被吸收，在吸收降解過程中不會(huì)像生物可降解材料那樣產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物的堆積和持續(xù)嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)過程，同時(shí)還能夠特異性地誘導(dǎo)組織的結(jié)構(gòu)重塑，因而成為理想的人工器官替

4、代物。 我們采用脫細(xì)胞的豬主動(dòng)脈基質(zhì)制成人工食管，并在犬體內(nèi)進(jìn)行重建頸段食管缺損的實(shí)驗(yàn)研究。通過人工食管提供臨時(shí)通道和適宜細(xì)胞爬行的三維多孔支架，誘導(dǎo)自身食管組織爬行再生，同時(shí)材料被降解吸收，最終再生食管(Regenerated esophagus)完全替代人工食管。 研究目的：1、制備脫細(xì)胞的豬主動(dòng)脈基質(zhì)支架并評(píng)價(jià)人工食管材料的體內(nèi)外生物安全性；2、探討建立豬主動(dòng)脈基質(zhì)人工食管重建食管動(dòng)物模型的方法；3、探討利用脫

5、細(xì)胞豬主動(dòng)脈基質(zhì)人工食管進(jìn)行食管重建的可行性；4、探討犬食管粘膜上皮細(xì)胞的培養(yǎng)方法。 研究?jī)?nèi)容與方法：第一部分：人工食管的設(shè)計(jì)與選材人工食管材料要求具有一定的強(qiáng)度和彈性，良好的密閉性，同時(shí)易于加工塑形和消毒滅菌。采用酶．去污劑聯(lián)合的方法制備脫細(xì)胞的豬主動(dòng)脈基質(zhì)支架作為人工食管材料。人工食管材料的生物學(xué)評(píng)價(jià)按照醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià) ISO10993-1992和GB/T16886.1-1997的標(biāo)準(zhǔn)和要求，我們對(duì)豬主動(dòng)脈基質(zhì)人工食管材

6、料進(jìn)行了體內(nèi)外生物安全性試驗(yàn)研究，包括細(xì)胞毒性試驗(yàn)、急性全身毒性試驗(yàn)、熱源試驗(yàn)和體內(nèi)降解試驗(yàn)，旨在評(píng)價(jià)其細(xì)胞毒性、組織相容性和降解性。第二部分：建立犬頸段人工食管重建術(shù)動(dòng)物模型，替換頸段5cm食管缺損，動(dòng)物隨機(jī)分為4組：人工食管與自體食管端端吻合組、人工食管自體食管內(nèi)套入吻合組、硅膠管內(nèi)套入吻和組以及人工食管自體食管外套入吻合組，手術(shù)后禁食1周，經(jīng)胃空腸造瘺行腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)支持。觀察試驗(yàn)犬吻合口的愈合情況。第三部分：采用人工食管自體食管外套入

7、吻合方法進(jìn)行犬頸段食管缺損替代實(shí)驗(yàn)，術(shù)后給予營(yíng)養(yǎng)支持，動(dòng)態(tài)觀察脫細(xì)胞豬主動(dòng)脈吸收降解與食管組織再生過程，了解新生食管的形態(tài)與功能。第四部分：犬食管粘膜上皮細(xì)胞的體外培養(yǎng)，利用Dispase酶與胰蛋白酶結(jié)合的方法分離食管上皮細(xì)胞，觀察食管上皮細(xì)胞在體外的分化增殖情況。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：脫細(xì)胞的豬主動(dòng)脈基質(zhì)人工食管材料具有良好的組織相容性，脫細(xì)胞的豬主動(dòng)脈基質(zhì)支架是一種良好的生物材料，符合人工食管材料的基本要求。采用酶一去污劑聯(lián)合高低滲溶

8、液交替作用的方法，可以制備符合要求的ACTM，并且具有制作過程簡(jiǎn)單，時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。參照有關(guān)生物安全性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)ACTM進(jìn)行系列生物學(xué)評(píng)價(jià)，結(jié)果表明ACTM具有良好的細(xì)胞相容性，在體內(nèi)可以被完全吸收，屬無(wú)毒級(jí)生物材料，可以用于制備可降解人工食管。 脫細(xì)胞的豬主動(dòng)脈基質(zhì)支架人工食管可以替代試驗(yàn)犬的頸部缺損，改良的人工食管與自體食管的外套入吻合方法，是適用于豬脫細(xì)胞主動(dòng)脈基質(zhì)人工食管的吻合方法，通過采用“外套入式”吻合法與完全禁食，早

9、期靜脈高營(yíng)養(yǎng)十二期經(jīng)空腸造瘺胃腸高營(yíng)養(yǎng)方案能有效減少術(shù)后早期吻合口瘺的發(fā)生率。 ACTM人工食管重建犬頸段5cm食管缺損，術(shù)后1個(gè)月，新生食管部分上皮化，有肌肉的新生，術(shù)后3個(gè)月，粘膜全層結(jié)構(gòu)完整再生，術(shù)后6個(gè)月，食管肌層再生，新生食管結(jié)構(gòu)與正常食管相似。ACTM人工食管重建犬頸段食管具有可行性，通過ACTM提供適宜細(xì)胞爬行再生的三維多孔支架，誘導(dǎo)自身食管組織爬行再生與．ACTM的生物降解吸收相匹配，最終新生食管完全替代人工食管