纳米生物材料人工气管的实验研究

论文摘要

目的：气管极限切除后的重建和吻合一直是气管外科领域的难题,需要用气管替代物来修复。虽然经过数十年的研究,但是现有的人工气管大多处于动物实验阶段,临床应用者较少,依然存在各种术后并发症,寻找更理想的人工气管材料成为人们亟待解决的问题。理想的人工气管应当具有良好的生物相容性及生物力学性能。本实验应用纳米碳纤维为主要材料编织成管状物,羧乙基壳聚糖—纳米羟基磷灰石（NCECS/n-HA）涂覆于管壁,制成新型纳米生物材料人工气管,通过对纳米生物材料人工气管的生物力学性能进行测定和构建气管重建的动物模型,探讨其作为理想气管替代物的可行性。方法：（1）以纳米碳纤维为主要材料编织成管状物,长30-50mm,内径8-1Omm不等,将羧乙基壳聚糖—纳米羟基磷灰石复合物（NCECS/n-HA）涂覆于管壁,制作纳米生物材料人工气管。通过TY8000系列50-5000N伺服控制拉力试验机测定人工气管径向支撑、纵向拉伸两项力学性能,并与兔颈部气管力学性能相比较。（2）应用纳米生物材料人工气管于兔颈部Ⅰ期埋植4周,对包绕人工气管的周围组织行HE染色、免疫组化和荧光染色,观测人工气管周围血管的新生情况。（3）将埋植4周后的纳米生物材料人工气管Ⅱ期带血管蒂肌肉瓣兔颈部气管置换术,对照组应用未经埋植的人工气管行兔颈部气管置换术。观察记录其生存状况,分别于术后2、4、6周处死实验兔取出气管假体及周围组织,大体观察人工气管有无塌陷变形,管腔是否通畅,管腔内是否有新生上皮爬行,并对管腔内外壁周围组织进行组织学检查。结果：（1）纳米生物材料人工气管力学性能良好,径向支撑和纵向拉伸两项生物力学性能优于兔气管（P<0.01）,符合人工气管的要求。（2）纳米生物材料人工气管周围组织行HE染色、免疫组化和荧光染色显示其外周有大量新生血管形成。（3）兔颈部气管置换术顺利,无术中死亡。行带蒂兔颈部气管置换术后,实验组兔生存状况良好。实验组6号兔术后第30d死于呼吸道分泌物梗阻。其余动物均生存状况良好至42d处死,解剖发现,人工气管与周围组织包裹紧密,毛细血管形成丰富。气管通畅,无塌陷变形,仍保持较好的弹性。可见新生黏膜沿吻合口向人工气管中央不同程度的爬行,但爬行距离较短,未铺满管道全长。对照组实验动物术后20d内全部死于吻合口瘘、气道分泌物阻塞等并发症。结论：自制纳米生物材料人工气管具有良好的生物力学性能和生物学性能,是一种有孔型人工气管。本实验采取了Ⅰ期埋植和Ⅱ期带蒂置换的步骤,较好地克服了有孔型人工气管容易引起的气道感染等并发症,而且通过检测Ⅰ期埋植人工气管周围组织可发现,人工气管外周有大量新生血管形成,这就为移植的人工气管提供了丰富的血供。通过与对照组实验动物的对比可以发现,血供丰富的带蒂人工气管更能有效避免吻合口瘘。这就形成了一个血供丰富、封闭、通畅的内部环境,符合理想化人工气管的研制要求,为人工气管深入研究提供了新思路,对气管缺损与重建领域具有重要的参考价值。

论文目录

• 缩略语表
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 技术流程图
• 第一部分 人工气管的制作及力学性能测试
• 实验一 人工气管的制作
• 实验二 纳米生物材料人工气管的力学性能测试
• 讨论
• 第二部分 纳米生物材料人工气管体内埋植与移植重建
• 实验一 纳米生物材料人工气管Ⅰ期体内埋植实验
• 实验二 Ⅱ期气管缺损重建动物模型的建立
• 讨论
• 参考文献
• 结论
• 附图
• 文献综述
• 参考文献
• 致谢
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