組織工程化犬氣管的生物力學研究.pdf

1、目的： 各種原因如腫瘤、外傷、戰(zhàn)傷等造成的氣管缺損在臨床上較為常見，當缺損較大，難以直接吻合修復時，氣管代替物就成為重建氣管的理想手段，目前組織工程化氣管因其在免疫排斥、材料來源等方面的優(yōu)勢逐漸為人重視。同時移植后的氣管塌陷問題也一直在困擾著人們，氣管的塌陷除了免疫、血運等方面的因素外，去抗原的處理過程會不會對其力學支撐性能有影響呢?本實驗的目的在于檢測不同方法去抗原處理后的脫細胞氣管基質(zhì)的張開角和殘余應變，來推斷其是否存在力學

2、性能的改變。為氣管的組織工程化研究提供力學方面參考。 方法： 本實驗取用犬甲狀軟骨下第5-10氣管環(huán)，共分為三組：A組為深低溫冷凍組，B組為新鮮氣管組，C組為改良Courtman法氣管黏膜脫細胞組。冷凍氣管組：氣管經(jīng)程序降溫后，先放入-196℃的液氮中冷凍保存6周，再復溫后檢測：改良的Courtman方法氣管黏膜脫細胞處理移植組：先經(jīng)非離子型表面活性劑TritonX-100、酶制劑聯(lián)合處理黏膜脫細胞后再檢測。新鮮組：取材

3、后于4℃D-Hanks內(nèi)保存，并盡快檢測。檢測指標及方法：選取直徑及形態(tài)相近的氣管段，著色筆分別標明氣管軟骨部分和肌肉部分的中點，垂直于氣管縱軸方向，將相鄰軟骨環(huán)之問的韌帶剪斷，使之成為無載荷狀態(tài)的獨立氣管環(huán)，按順序盛放在裝有生理鹽水的培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿放在掃描儀上直接掃描，從而將無載荷狀態(tài)氣管環(huán)的幾何信息數(shù)字化存儲在計算機中。取得信息后，將氣管環(huán)自掃描儀上取下，從氣管環(huán)肌肉部分中點剪開，從而得到零應力狀態(tài)下氣管扇形體，將其放回培養(yǎng)皿中

4、，靜置20分鐘，待其形態(tài)穩(wěn)定后，再放回掃描儀進行掃描，從而取得零應力狀態(tài)下氣管環(huán)的數(shù)字幾何信息。最后，運用專用圖像分析軟件處理掃描所得圖像，測得無載荷狀態(tài)氣管環(huán)和零應力狀態(tài)氣管扇形體的內(nèi)、外壁弧長以及張開角等幾何尺寸。 結(jié)果： 經(jīng)統(tǒng)計分析，結(jié)果(1)新鮮氣管組(B組)張開角為101.379±12.290度，大于采用深低溫冷凍法脫細胞組(A組)的張開角42.879±12.295度(P<0.01)：(2)B組張開角大于采用改

5、良Courtman法脫細胞組(C組)的張開角72.211±10.487度(P<0.01)： (3)C組張開角大于A組張開角(P<0.01)，均有統(tǒng)計學差異。由此可初步推斷，采用冷凍方法進行脫細胞處理對氣管的生物力學性能會產(chǎn)生較明顯負面影響，而采用改良Courtman法進行脫細胞處理對氣管力學性能的負面影響較前者來說要相對小一些。 根據(jù)公式計算出各組氣管標本的殘余應變。對內(nèi)壁殘余應變E1進行方差分析，可認為各組均數(shù)相等，即三組氣管

6、標本內(nèi)壁殘余應變無統(tǒng)計學差異(F=1.91，P=0.1628，按α=0.0500水準)。對外壁殘余應變Eo進行方差分析，得F=7.52，P=0.0018，按=0.0500水準，認為各組總體均數(shù)不相等。進而對Eo采用三組之間兩兩比較的Q檢驗進行統(tǒng)計，結(jié)果A組Eo(0.158±0.059)小于B組Eo(0.259±0.080)且有統(tǒng)計學差異(Q=5.3402，p<0.01)，B組Eo大于C組Eo(0.187±0.072)且有統(tǒng)計學差異(Q=

7、3.6547，p<0.05)，而A、C組Eo之間無統(tǒng)計學差異(Q=1.476l，P>0.05)。即新鮮組氣管外壁殘余應變大于另外兩組脫細胞氣管基質(zhì)，且差異具有統(tǒng)計學意義，而兩種不同方法脫細胞氣管基質(zhì)的外壁殘余應并沒有統(tǒng)計學意義上的差異。 結(jié)論： 改良Courtman氣管脫細胞法構(gòu)建的組織工程氣管基質(zhì)張開角明顯大于冷凍法處理后的氣管基質(zhì)張開角，這說明采用改良Courtman氣管脫細胞法構(gòu)建組織工程氣管過程中，氣管力學性能變