發(fā)布時(shí)間：2020-08-10 11:03

【摘要】：先天性氣管軟化塌陷、狹窄或閉鎖,后天因外傷、腫瘤、大面積燒傷等原因引起的氣管損傷均會(huì)引起嚴(yán)重的呼吸困難甚至窒息。切除病變氣管并行端-端吻合被普遍認(rèn)為是最有效的治療手段。然而當(dāng)所需切除的氣管長(zhǎng)度超過(guò)成人的1/2或嬰幼兒的1/3時(shí),由于張力等原因無(wú)法行端-端吻合,而需行氣管替代治療。隨著氣管重建研究的深入,組織工程氣管的出現(xiàn)為氣管重建帶來(lái)了曙光。組織工程將種子細(xì)胞、支架材料和細(xì)胞因子有效結(jié)合,從而修復(fù)相關(guān)組織缺損,進(jìn)行器官重建。支架材料作為組織工程氣管的主要框架結(jié)構(gòu)、種子細(xì)胞生長(zhǎng)的土壤,是成功構(gòu)建組織工程氣管的基礎(chǔ)。目前組織工程氣管支架材料使用較多的是同種異體氣管基質(zhì)材料以及合成材料,本實(shí)驗(yàn)主要研究脫細(xì)胞氣管基質(zhì)材料及3D 打印材料。本研究旨在通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)對(duì)比3D 打印氣管支架與脫細(xì)胞氣管基質(zhì)材料生物力學(xué)性能、生物相容性等方面的各自優(yōu)勢(shì);通過(guò)體內(nèi)埋植實(shí)驗(yàn),評(píng)估兩種材料的生物相容性、以及受體的免疫排斥反應(yīng)及炎癥反應(yīng);最后通過(guò)氣管缺損修復(fù)實(shí)驗(yàn),評(píng)估移植后效果以及存在的不足之處。最終通過(guò)上述對(duì)比研究得出兩種材料的優(yōu)缺點(diǎn),為構(gòu)建更為合理有效的組織工程氣管提供依據(jù)。第一部分 兩種基質(zhì)材料生物力學(xué)性能、生物相容性體外對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)?的評(píng)價(jià)3D打印氣管材料與脫細(xì)胞氣管基質(zhì)材料生物力學(xué)性能、生物相容性方面的各自優(yōu)勢(shì)。方 法1.利用3D 打印技術(shù)制備PCL多孔氣管支架后通過(guò)溶膠凝膠法獲取納米二氧化硅修飾后的氣管支架材料;2.利用去污劑聯(lián)合酶法制備脫細(xì)胞兔氣管基質(zhì)材料;3.采用縱向拉伸、徑向壓縮和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)兩組支架材料的生物力學(xué)性能;4.通過(guò)CCK-8、掃描電鏡、Giemsa實(shí)驗(yàn)及接觸實(shí)驗(yàn)檢測(cè)兩組支架與細(xì)胞共培養(yǎng)后細(xì)胞的增殖黏附性能以及細(xì)胞毒性情況。結(jié) 果1.3D打印PCL氣管支架生物力學(xué)性能優(yōu)于脫細(xì)胞氣管支架;2.掃描電鏡提示細(xì)胞在兩組支架表面均粘附良好,Giemsa顯示脫細(xì)胞氣管細(xì)胞毒性更小,CCK-8檢測(cè)提示脫細(xì)胞氣管支架更有利于細(xì)胞增殖。結(jié) 論1.3D打印PCL氣管支架具有良好的生物力學(xué)性能;2.兩組支架均有利于細(xì)胞粘附,脫細(xì)胞氣管支架具有更優(yōu)的細(xì)胞增殖環(huán)境,更低的細(xì)胞毒性。第二部分 體內(nèi)埋植實(shí)驗(yàn)?zāi)?的評(píng)價(jià)兩種材料的生物相容性、免疫排斥反應(yīng)及炎癥反應(yīng)。方 法1.將兩組氣管支架埋植于受體皮下;2.動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)受體體內(nèi)血常規(guī)和血清免疫球蛋白的變化;3.對(duì)埋植物行組織學(xué)分析;4.免疫組織化學(xué)染色檢測(cè)埋植物CD68及MHC-I、II抗原的表達(dá)量。結(jié) 果1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的白細(xì)胞在術(shù)后一周左右達(dá)到高峰,隨后消退;IgM峰值出現(xiàn)早于IgG,符合體液免疫應(yīng)答抗體產(chǎn)生的規(guī)律。在炎癥急性期3D打印PCL氣管支架組監(jiān)測(cè)指標(biāo)均高于脫細(xì)胞氣管支架組,急性期后兩組指標(biāo)水平相似;2.HE染色顯示3D打印PCL氣管組炎癥的反應(yīng)以嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主,而脫細(xì)胞氣管支架組炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)較少;3.免疫組化檢查顯示兩組支架巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)均不明顯。結(jié) 論1.脫細(xì)胞氣管支架對(duì)受體炎癥反應(yīng)刺激小;2.3D打印PCL氣管支架組與脫細(xì)胞氣管支架組對(duì)受體免疫排斥反應(yīng)均較小。第三部分 氣管缺損修復(fù)實(shí)驗(yàn)?zāi)?的評(píng)估兩組氣管支架補(bǔ)片修復(fù)氣管缺損后后效果以及存在的不足之處。方 法1.將受體氣管缺損處分別使用兩組氣管補(bǔ)片修復(fù)移植;2.修復(fù)后定期行氣管鏡檢查、吸痰;3.收獲后對(duì)修復(fù)處組織行組織學(xué)分析;4.免疫組織化學(xué)染色檢測(cè)獲取組織CK-18抗體情況。結(jié) 果1.新鮮氣管補(bǔ)片組因急性炎癥排斥反應(yīng)、脫細(xì)胞氣管補(bǔ)片組因氣管塌陷等原因均在短期內(nèi)窒息死亡,3D 打印PCL氣管支架補(bǔ)片組受體經(jīng)定期吸痰、抗感染等治療后一直生存至收獲移植物;2.移植30d后通過(guò)纖支鏡檢查可以看到吻合口愈合、通暢,未見(jiàn)明顯肉芽組織,并且已經(jīng)上皮化,遠(yuǎn)端管腔通暢未見(jiàn)明顯狹窄、分泌物;3.術(shù)后30天后將移植物取出HE染色顯示,支架表面可見(jiàn)新生纖毛,PCL材料結(jié)構(gòu)完整,纖毛下方組織結(jié)構(gòu)紊亂,可見(jiàn)炎性細(xì)胞浸潤(rùn):4.免疫組化CK-18抗體檢測(cè)顯示,移植物表面上皮再生,纖毛結(jié)構(gòu)排列較整齊,可見(jiàn)少量腺體再生。結(jié) 論1.脫細(xì)胞氣管補(bǔ)片行氣管缺損修復(fù)實(shí)驗(yàn)效果不理想;2.3D打印PCL氣管支架補(bǔ)片原位移植30d后,吻合口完全愈合、管腔完全通暢,補(bǔ)片表面上皮化,具有一定原生氣管功能。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R318.08;R653
【圖文】：

附錄逡逑Ｎａｔｉｖｅ邋Ｏｅｃｅｌｌｕｌａｒｉｚｅｄ逡逑１邋Ｉ逡逑Ｉ邋Ｉ逡逑■邋ｃｍｌ邋２邐３邐４邋Ｓ逡逑圖ｉ－ｉ三組氣管支架圖逡逑注：ＰＣＬ邋（３Ｄ打�。校茫虤夤苤Ъ埽�、Ｎａｔｉｖｅ邋（新鮮氣管）、Ｄｅｃｅｌｌｕｌａｒｉｚｅｄ邋（脫細(xì)胞氣管基質(zhì)）逡逑－

邐０．邋２邐０．２５逡逑圖１－２三組氣管支架拉力－應(yīng)變曲線逡逑如圖所示３Ｄ打�。校茫虤夤苤Ъ艿那�峰值和上升斜率均大于脫細(xì)胞氣管基質(zhì)及新鮮氣管俎。逡逑注：ＰＣＬ邋（３Ｄ打�。校茫虤夤苤Ъ埽�、Ｎａｔｉｖｅ邋（新鮮氣管）、Ｄｅｃｅｌｌｕｌａｒｉｚｅｄ邋（脫細(xì)胞氣管基質(zhì)）逡逑

＾．．邋－ｖ：逡逑圖邋１－４ＳＥＭ邋觀察邋ＢＭＳＣｓ邋與氣管支架共培養(yǎng)（ａ、ｂ、ｃ：ｘ６００，ｄ、ｅ、ｆ：ｘｉ000，邋ｇ、ｈ、ｉ：ｘ３000）逡逑培養(yǎng)２４ｈ后經(jīng)ＳＥＭ觀察到細(xì)胞在三組支架材料外壁上貼附良好，新鮮氣管組、脫細(xì)胞氣管基質(zhì)逡逑俎外側(cè)的網(wǎng)狀纖維上可見(jiàn)細(xì)胞呈扁平的圓形、橢圓形分布，ＢＭＳＣｓ在３Ｄ打�。校茫虤夤苤Ъ芙M材料外逡逑壁上呈簇狀生長(zhǎng)，局部為串珠樣分布。逡逑注：圖ａ、ｄ、ｇ：新鮮氣管組，圖ｂ、ｅ、ｈ：脫細(xì)胞氣管基質(zhì)組，圖ｃ、ｆ、ｉ：邋３Ｄ打�。校茫虤夤苠义现Ъ芙M逡逑

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本文編號(hào)：2787999