人工氣管材料的研究

氣管是呼吸系統(tǒng)重要的通道，但有時往往會因腫瘤、理化等原因需要行切除，而當(dāng)切除長度超過6cm，則需借氣管假體等代用品來重建氣管。迄今為止，對氣管假體的研究包括以下幾類：

1人工合成器官

1.1滌綸一硅膠制品 滌綸、硅膠材料組織相容性良好、排異反應(yīng)小，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用范圍廣。雖有報(bào)道用于患者術(shù)后恢復(fù)良好，但 Dodge等使用硅膠材料在兔體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)中觀察到吻合口外層被纖維細(xì)胞包蓋，內(nèi)腔存留大量的壞死細(xì)胞，并缺乏可再生的氣管內(nèi)皮細(xì)胞，故認(rèn)為此類產(chǎn)品僅能作為臨時通道，而非長久使用[1]。

1.2聚酯聚丙烯復(fù)合材料 饒人健等[2]對自行設(shè)計(jì)的聚酯聚丙烯復(fù)合人工氣管進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示了此材料生物相容性佳，于是在其基礎(chǔ)上經(jīng)I型膠原蛋自交聯(lián)偶合并經(jīng)抗生素處理后，再次動物實(shí)驗(yàn)表明此型人工氣管具有更優(yōu)良的內(nèi)腔上皮化特性。更宏?duì)N等[3]采用主體材料為生物高分子聚乙丙交烯長絲和聚丙烯長絲的復(fù)合人工氣管，經(jīng)過動物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)認(rèn)為具有市場開發(fā)的價值。

1.3金屬網(wǎng)材料 金屬鈦材料具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)和低排異反應(yīng)，在植入醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用。Schuhz等[4]選用金屬鈦為材料進(jìn)行人工氣管實(shí)驗(yàn)，根據(jù)體外及動物實(shí)驗(yàn)良好的結(jié)果，推斷該類型人工氣管之所以成功，是因?yàn)槠湮⒖坠饣瑑?nèi)壁既抑制了微生物生長粘附，同時也改變了周圍環(huán)境細(xì)胞生長因子，在兩者互利的基礎(chǔ)上，促進(jìn)合成膠原、細(xì)胞增生，防止感染和管腔堵塞，在人工氣管植入領(lǐng)域中優(yōu)勢明顯[5]。

1.4膠原蛋耦合-聚丙烯加固的M arlex網(wǎng)復(fù)合材料 Teramachi等[6]選用軟性Marlex網(wǎng)為人工氣管支架，用取自豬皮的膠原蛋白封閉管壁。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：該素材上皮化良好，但局部狹窄現(xiàn)象不能完全解決。而后作者[7]進(jìn)一步采用帶蒂大網(wǎng)膜包繞覆蓋上述材料，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組上皮化程度較原型組具有更優(yōu)良的結(jié)果，原型中管腔狹窄和管腔內(nèi)壁暴露的問題也在實(shí)驗(yàn)組得到優(yōu)化。

1.5羥基磷灰石 國外使用羥基磷灰石作為氣管假體材料用于臨床，但該素材仍有發(fā)生管腔狹窄導(dǎo)致呼吸困難的可能。然而相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，羥基磷灰石在非骨環(huán)境中也有新骨生成的誘導(dǎo)作用，且該素材制成的氣管假體可在X線下顯影，對于移植后動態(tài)觀察非常有利[8]。

2異體氣管移植

異體氣管移植有40余年歷史，來源幾乎全部是同種異體氣管。但目前主要用于動物實(shí)驗(yàn)。盡管臨床上有移植成功的報(bào)道，但尚未能推廣應(yīng)用[9]，其主要問題是排異反應(yīng)和移植氣管的存活。

3自體組織再造氣管

以自體組織為原材料制作氣管假體的原料部位和制法各有不同，據(jù)報(bào)道曾用皮管、肌皮管、心包、食道、腸管等，近年來管腔內(nèi)有上皮層的食管或腸管成為自體原料的主要來源。這些原料作為假體，愈合好、排異反應(yīng)小、抗感染性強(qiáng)是顯而易見的優(yōu)點(diǎn)，但動物實(shí)驗(yàn)及臨床應(yīng)用的數(shù)據(jù)表明，這些原材料制成的氣管假體仍未能解決術(shù)后出現(xiàn)的軟化、狹窄、纖維化等問題。

近年一些研究[10]采用肋軟骨或人工材料作為氣管支架，或使用網(wǎng)狀纖維管為支架、背闊肌覆蓋，這些原料基礎(chǔ)上的假體氣管可部分克服軟化的問題[11]。

4組織工程氣管移植

Fuchs等[12]在聚乙醇酸纖維上接種軟骨細(xì)胞，構(gòu)建組織工程軟骨，對氣管缺損進(jìn)行修補(bǔ)，植入后發(fā)現(xiàn)這些組織工程軟骨比游離的自體軟骨片穩(wěn)定。除了軟骨細(xì)胞外，骨髓中的骨髓間質(zhì)細(xì)胞、臍帶血間充質(zhì)祖細(xì)胞也用于構(gòu)建組織工程。目前，這種技術(shù)在臨床已有成功案例，國外2011年就成功實(shí)施了組織工程氣管移植[13]。

綜上，組織工程作為最新且最成功的氣管假體材料，具有的優(yōu)點(diǎn)是以前探索的材料中不能比擬的，但其管腔上皮化及血供等問題，仍需經(jīng)長期臨床檢驗(yàn)。

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編輯/孫杰