PGS-PCL雙層血管移植體體內(nèi)引導(dǎo)重塑重建頸動(dòng)脈的實(shí)驗(yàn)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(dòng)脈的病例也屢見(jiàn)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(dòng)脈，是一種比較理想的治療手段。而重建頸動(dòng)脈就需要有適合的血管移植體來(lái)替換病變的頸動(dòng)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(dòng)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(gè)理想的血管移植體，它需要具備能夠長(zhǎng)期在體內(nèi)履行

2、血管的功能而不會(huì)引起相關(guān)的并發(fā)癥的性能。而自體血管的來(lái)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(lái)，學(xué)者們一直都在為尋找到一個(gè)理想的血管移植體而堅(jiān)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(gè)異物的形式存在于人體，所帶來(lái)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?yàn)榇嬖诘膯?wèn)題還很多，而一直停留在臨床實(shí)驗(yàn)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?cè)诩叭搜芯拷?jīng)驗(yàn)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(zhǎng)期保存，能夠滿足臨床“即用即得”的需要，

4、同時(shí)在體內(nèi)具有改建和生長(zhǎng)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(dòng)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(gè)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(gè)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(guò)程中會(huì)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(shí)也發(fā)現(xiàn)有些新生血管管壁變硬，彈性變小；這些都可能導(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(duì)更大的血壓變化和相對(duì)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(duì)于最終的臨床轉(zhuǎn)化來(lái)說(shuō)非常重要。另外，侵犯到頸動(dòng)脈的頭頸部惡性腫瘤，因?yàn)闆](méi)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(dòng)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(dòng)脈的優(yōu)勢(shì)，為重建被頭頸部惡性腫瘤侵犯的頸總動(dòng)脈提供一個(gè)更有效的治療手段。
　　我們將實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)為三個(gè)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(dòng)脈，分別在術(shù)后3個(gè)月和12個(gè)月取材，通過(guò)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(duì)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(gè)月取材，通過(guò)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(dòng)脈的優(yōu)勢(shì)。
　　我們的研究結(jié)果顯示，延長(zhǎng)靜電紡絲時(shí)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(duì)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(duì)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(duì)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(guò)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(shí)了對(duì)纏繞在PGS管芯外的PCL鞘層合理的設(shè)計(jì)能夠啟動(dòng)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(shí)現(xiàn)在動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)環(huán)境中的長(zhǎng)期與自體血管相當(dāng)?shù)墓δ苄旭?，?/p>

10、進(jìn)一步的臨床轉(zhuǎn)化提供依據(jù)。
　　大鼠頸動(dòng)脈重建的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究表明，用PGS/PCL血管移植體重建頸動(dòng)脈，與自體靜脈重建頸動(dòng)脈相比，具有更多的優(yōu)勢(shì)，突出表現(xiàn)在：
　　1.新生血管在體內(nèi)長(zhǎng)期的改建過(guò)程中未出現(xiàn)管壁過(guò)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(shí)現(xiàn)了血管壁外膜神經(jīng)的重建。這個(gè)結(jié)果暗示了PGS/PCL雙