人臍靜脈細胞外基質(zhì)構(gòu)建組織工程尿道的實驗研究.pdf

1、研究背景及目的：對于尿道先天畸形、后天損傷或因其他疾病造成的尿道狹窄或缺損,大多數(shù)患者需要尿道成形重建手術(shù)治療。現(xiàn)在尿道成形重建的手術(shù)方式多達300余種,但無論何種手術(shù)方式,尿瘺、尿道狹窄仍是術(shù)后較為常見的并發(fā)癥,常需要再次、甚至是多次手術(shù)治療,足以說明尿道重建的難度、復(fù)雜性及挑戰(zhàn)性。為了解決尿瘺和尿道狹窄并最大程度的恢復(fù)陰莖尿道功能及外觀,新的或改良的手術(shù)方式仍然不斷涌現(xiàn),但并無一種普遍適用的方法,關(guān)鍵在于尿道重建的材料。較常用的尿道

2、重建材料有:①膀胱粘膜或口腔粘膜移植物,前者可供組織量大,后者可供組織有限,但兩者均造成繼發(fā)創(chuàng)傷,容易形成尿瘺和尿道狹窄。②陰莖包皮或皮膚游離移植再造尿道,由于缺乏血運,已少應(yīng)用。③直接利用輸尿管、動脈、靜脈或闌尾組織進行替代等,取材不便,療效也欠佳,一直未能成為主流的手術(shù)方法。④陰莖皮膚、陰囊縱隔皮膚或包皮瓣帶蒂轉(zhuǎn)移再造尿道,優(yōu)點是血運良好,但可供組織有限,在包皮缺乏、重癥尿道下裂以及多次尿道手術(shù)失敗的患者常無可供利用的組織。隨著生命

3、科學(xué)、材料科學(xué)以及相關(guān)學(xué)科的迅猛發(fā)展,誕生了一門新生交叉學(xué)科——組織工程學(xué),它為泌尿系組織或器官的重建開辟了新的途徑。
　　在泌尿系組織工程的研究中,支架材料對再造工程化組織具有重要作用,細胞外基質(zhì)作為支架材料越來越受到重視。細胞外基質(zhì)是一種特殊的天然生物材料,是生物體原型組織經(jīng)過特殊脫細胞處理后,僅保留膠原蛋白、蛋白多糖、糖蛋白等低抗原性物質(zhì),能為組織、器官甚至整個機體提供力學(xué)支持和物理強度。研究表明,細胞外基質(zhì)不僅為組織和機體

4、提供力學(xué)支架和生物支架作用,還含有各種生物因子和細胞因子,對于調(diào)節(jié)細胞在材料上基因表達方式、細胞的增殖、黏附、分化、發(fā)育、擴散、移行、定居、凋亡等都有重要作用。在去除具有抗原性的細胞成分同時,保留其天然的細胞外基質(zhì)和生物學(xué)特性,使其在體內(nèi)基本達到無免疫原性,是這類材料能夠應(yīng)用于組織修復(fù)的理論基礎(chǔ)。很多學(xué)者己在組織工程尿道方面取得顯著成果。脫細胞小腸粘膜基質(zhì),脫細胞膀胱粘膜基質(zhì),脫細胞的血管基質(zhì)等被用于尿道重建研究,并取得一定效果,說明利

5、用脫細胞組織基質(zhì)再造尿道有其可行性。因此,我們在前人組織工程化尿道已有研究的基礎(chǔ)上提出以人臍靜脈細胞外基質(zhì)重建修復(fù)尿道,觀察其組織再生能力及能否恢復(fù)尿道的功能,以期尋找理想的尿道修復(fù)材料。
　　材料與方法：取健康孕婦剖宮產(chǎn)臍帶,采用酶消化、去污劑和滲透溶液方法處理人臍靜脈,制備人臍靜脈細胞外基質(zhì)。倒置顯微鏡和H-E染色觀察細胞脫落情況。24只新西蘭雄性白兔,隨機分為A(n=12)、B(n=6)、C(n=6)組,A、B組切除前尿道2

6、.0cm,A組用臍靜脈細胞外基質(zhì)修復(fù)尿道缺損;B組將其斷端與周圍組織直接縫合作為對照;C組切斷前尿道2.0cm后將斷端直接縫合作為另一對照組。三組受試對象均置8＃硅膠管做支架及導(dǎo)尿。術(shù)后1w每只兔每天應(yīng)用青霉素80萬U肌注,術(shù)后10d拔除支架管。術(shù)后2w、4w、8w、16w行免疫組織學(xué)觀察,術(shù)后16w行尿道膀胱造影及尿動力學(xué)檢查。
　　結(jié)果：1.人臍靜脈細胞外基質(zhì):大體觀察無色透明,有一定的彈性及韌性,倒置顯鏡下觀察呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),細

7、胞外基質(zhì)保持完好,細胞全部脫除。2.實驗組中有2只出現(xiàn)感染,經(jīng)換藥、抗生素應(yīng)用等措施,感染控制,拔尿管后2只出現(xiàn)尿瘺;B組術(shù)后3只發(fā)生尿瘺,其余可見尿道閉塞,大量結(jié)締組織生長,無正常上皮結(jié)構(gòu);C組恢復(fù)良好。3.術(shù)后2w,A組移植段尿道有上皮細胞生長,伴有白細胞及巨噬細胞浸潤,術(shù)后4w時移植段尿道已被上皮完全覆蓋,無炎性細胞。術(shù)后8w時可見人臍靜脈細胞外基質(zhì)降解的微小碎片包裹,出現(xiàn)不規(guī)則紊亂的平滑肌細胞生長,術(shù)后16w時A組的上皮組織及基

8、層下組織與C組無明顯差別,平滑肌排列規(guī)則,血管數(shù)目進一步增多,炎癥反應(yīng)消失,未見臍靜脈細胞外基質(zhì)組織。4.術(shù)后16w尿道膀胱造影A、C組見尿道完整、光滑,無尿液外滲、尿道憩室等形成,尿動力學(xué)檢查示A、C組的膀胱容量、最大尿道壓分別與術(shù)前比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),而B組不能置入測壓管檢測。
　　結(jié)論：1.酶消化、去污劑和滲透溶液聯(lián)合處理人臍靜脈是制備細胞外基質(zhì)較為理想的方法。2.人臍靜脈細胞外基質(zhì)可以修復(fù)2.0cm長的