應(yīng)用脫細胞氣管材料建構(gòu)組織工程氣管的實驗研究.pdf

1、目的：由于缺乏有效的重建手段，廣泛的氣管病變?nèi)允桥R床工作中遇到的棘手問題。組織工程技術(shù)為長段環(huán)形的氣管缺損提供了一種新的修復(fù)途徑。細胞外基質(zhì)生物材料具有與正常組織相似的組成和結(jié)構(gòu)，是組織工程理想的支架材料。本實驗的目的是用脫細胞的方法來獲取氣管的細胞外基質(zhì)材料，并觀察脫細胞方法的脫細胞效率以及對基質(zhì)完整性和材料細胞化的影響；并在體內(nèi)鑒定氣管材料的組織相容性和重塑的情況；最后評估體外細胞化建構(gòu)的氣管替代物的軟骨和上皮再生的情況。
　

2、　 方法：我們將300g的Brown Norway（BN）大鼠和Lewis大鼠作為氣管組織的供體，并用清潔劑聯(lián)合酶消化的方法對取材的氣管進行了脫細胞處理。在體外實驗部分，我們用DAPI染色，DNA定量分析和Ⅰ、Ⅱ型主要組織相容性（抗原）復(fù)合物（MHCⅠ和Ⅱ）的免疫組織化學(xué)染色來鑒定細胞及抗原成份的脫除效率。應(yīng)用組織學(xué)和生物化學(xué)定量分析法來檢測氣管基質(zhì)成分葡萄糖胺聚糖（GAG）和膠原的保留效率，并通過組織學(xué)和掃描電子顯微鏡檢查來觀察材料

3、的組織結(jié)構(gòu)和表面顯微結(jié)構(gòu)的變化，同時對材料進行壓縮和拉伸實驗用來評估脫細胞處理之后的生物力學(xué)特性的變化。我們用接觸和提取液細胞毒性實驗來檢測材料的生物相容性，并將軟骨誘導(dǎo)的大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞和氣管上皮細胞分別接種在材料上觀察細胞與材料的相互作用。在體內(nèi)實驗部分，我們將軟骨誘導(dǎo)的大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞和氣管上皮細胞接種在脫細胞氣管材料的管腔外內(nèi)壁上來建構(gòu)細胞材料復(fù)合體，之后將復(fù)合體（n=6）以及BN大鼠（n=6）和Lewis大鼠（n=6）

4、的脫細胞氣管材料植入Lewis大鼠的皮下。此外將新鮮摘取的BN（n=6）和Lewis大鼠（n=6）的氣管異位移植作為對照組。經(jīng)1個月的觀察期后取材，對各組樣本進行組織學(xué)分析來研究宿主對脫細胞材料的組織反應(yīng)以及細胞材料復(fù)合體在體內(nèi)的成活情況。
　　 結(jié)果：在經(jīng)過5次脫細胞循環(huán)的處理后，材料中的抗原成份被完全去除，但仍殘留少量的核成份以及細胞殘片。脫細胞材料的細胞外基質(zhì)的膠原成分被基本保留，但GAG成份有顯著的丟失。脫細胞材料的組織

5、結(jié)構(gòu)和表面顯微結(jié)構(gòu)未遭到明顯的破壞，但脫細胞處理后氣管材料的壓縮和拉伸強度有所下降。材料以及其提取液對細胞沒有毒性，而且材料支持骨髓間充質(zhì)干細胞和氣管上皮細胞的黏附和增值。在體內(nèi)移植1個月后，脫細胞的BN大鼠氣管材料沒有引起明顯的免疫排斥反應(yīng)和慢性炎癥反應(yīng)，氣管材料也未出現(xiàn)明顯的壓縮變形，但材料的管腔堵塞且軟骨出現(xiàn)鈣化。掃描電子顯微鏡顯示復(fù)合體的細胞接種效率較低。復(fù)合體在體內(nèi)的軟骨基質(zhì)沒有細胞化的跡象，但脫細胞氣管材料能夠被完全上皮化及

6、支持上皮細胞分化為纖毛細胞，有效的抑制了管腔的堵塞。
　　 結(jié)論：清潔劑聯(lián)合酶消化法可以有效的脫除抗原成份，但不能同時有效的去除細胞成份。它對基質(zhì)內(nèi)的GAG成份的影響較大，但保留了膠原成份和氣管的組織結(jié)構(gòu)。雖然材料的力學(xué)強度有所降低，但材料能夠經(jīng)受體內(nèi)短時間的生物學(xué)壓力。脫細胞處理沒有對材料的再細胞化產(chǎn)生負面的影響，材料具有良好的生物相容性以及支持特殊組織細胞黏附和增殖的特性，是氣管組織工程良好的支架材料。在體內(nèi)，材料顯示了良好