(接上文) 三、人工血管 冠状动脉旁路移植术(CABG)是冠心病治疗的重要策略,但对需反复多次手术的患者,目前并没有足够的可供利用的血管移植物。SYNTAX研究显示对特定患者CABG长期疗效优于冠状动脉介入治疗,因此对移植物的需求变得更大。 此外在过去的二十多年里科技发展已大大改善了冠心病患者行外科手术及经皮冠状动脉血运重建的临床预后。美国心脏协会及美国心脏病学学会于2011年在更新的CABG指南中介绍了杂交冠状动脉再血管化治疗。即对左前降支行CABG,对其余血管进行介入术,这已越来越多地应用于冠心病治疗。 技术的发展增加了对移植物的需求,移植物能否在术中应用将更为重要。随着组织工程的出现,Nerem开始探索应用细胞组织工程技术构建血管替代物的方法。2001年,通过将静脉壁细胞接种到可降解支架材料上构建工程化肺动脉首次应用于临床。而由Cytograft组织工程公司基于细胞片构建的小口径工程化人工血管,也成功应用于心脏组织工程研究领域。 理想的工程化人工血管应具备以下几种特性,如充分内皮化、抗血栓性及与天然血管组织相匹配的机械性能。预防血栓以及相匹配的机械性能是移植成功并维持血管长期开放的关键。包括体液以及机械信号在内的生物学信号对移植后重塑过程起重要影响。 目前对血管组织工程主要有4种途径:生物可降解支架、基于凝胶的支架、脱细胞支架及细胞片垒叠支架。前3种方法都是以支架材料作为人工血管的支持框架,是目前研究较多的方法。支架可定义为1个三维支持结构并可促进细胞黏附、浸润与增殖。 主要有人工合成材料及天然材料。合成支架材料主要有不可降解支架和可降解生物支架。而天然支架包括有同种移植物和细胞外基质(凝胶及脱细胞支架)。工程化人工血管理想的支架应当具有较好的生物相容性及可降解性以适应组织的生长。此外支架材料尚需适当的空隙以及合适的机械强度、耐久性及顺应性。 Dohmen等在体外将血管内皮细胞接种于聚四氟乙烯材料支架构建人工血管,并将其用于CABG。6年的随访观察显示对没有合适自体血管移植物的患者,接种有自体血管内皮细胞的聚四氟乙烯小口径移植物可改善其再通率。此后,得益于更好的止血方法,异种移植物也被用作为支架材料。血管组织工程的应用前景巨大,对冠心病的治疗有其独特的意义,值得深入研究。 四、人工心脏 全器官灌流的出现推动了心脏组织工程的快速发展。Ott等首次采用Langendorff心脏灌流装置制备出全器官脱细胞心脏支架。研究团队先将心脏完整离体取出后,将其主动脉连接到灌流装置上。灌流液经心脏脉管系统可高效且无死角的到达心脏各部位。 此后通过将心肌细胞以特定方式重新注入支架内部培养一段时间后恢复了部分心脏功能(等同于成人2%或16周胎儿25%的心脏功能)。虽然研究团队所制作的人工心脏其功能与真实心脏相差甚远,但该研究成果使体外再造器官成为可能,对心脏组织工程具有里程碑般的意义。该研究也显示出经全器官灌流法制备脱细胞生物支架的具大潜能。 但大鼠心脏太小,如果考虑应用于患者需要更大的心脏支架。Weymann等以与人类心脏类似大小的猪心作为研究目标。通过全器官灌流去除去细胞成分。此后研究者将小鼠新生心肌细胞及内皮细胞再接种于脱细胞支架上。 研究显示脱细胞心脏支架经再细胞化后其冠状动脉血管内皮化,并且在10 d内可测得其电活动,器官维持培养达3周。再细胞化人或猪脱细胞心脏支架所需的心肌细胞数量远大于大鼠脱细胞心脏支架。此外尚需合适的人工反应器以促使人工心脏的重构及再生。 虽然目前心脏组织工程的治疗策略尚有许多障碍需要克服,但作为新的治疗方法,为冠心病患者康复带来了新希望。 参考文献【略】 |
|