組織工程化犬氣管的生物力學(xué)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(dāng)缺損較大，難以直接吻合修復(fù)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(yùn)等方面的因素外，去抗原的處理過程會不會對其力學(xué)支撐性能有影響呢?本實(shí)驗(yàn)的目的在于檢測不同方法去抗原處理后的脫細(xì)胞氣管基質(zhì)的張開角和殘余應(yīng)變，來推斷其是否存在力學(xué)

2、性能的改變。為氣管的組織工程化研究提供力學(xué)方面參考。 方法： 本實(shí)驗(yàn)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(xì)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(fù)溫后檢測：改良的Courtman方法氣管黏膜脫細(xì)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(xì)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(biāo)及方法：選取直徑及形態(tài)相近的氣管段，著色筆分別標(biāo)明氣管軟骨部分和肌肉部分的中點(diǎn)，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(dú)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(jì)算機(jī)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(diǎn)剪開，從而得到零應(yīng)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(jìn)行掃描，從而取得零應(yīng)力狀態(tài)下氣管環(huán)的數(shù)字幾何信息。最后，運(yùn)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(yīng)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(jì)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(xì)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(xì)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(jì)學(xué)差異。由此可初步推斷，采用冷凍方法進(jìn)行脫細(xì)胞處理對氣管的生物力學(xué)性能會產(chǎn)生較明顯負(fù)面影響，而采用改良Courtman法進(jìn)行脫細(xì)胞處理對氣管力學(xué)性能的負(fù)面影響較前者來說要相對小一些。 根據(jù)公式計(jì)算出各組氣管標(biāo)本的殘余應(yīng)變。對內(nèi)壁殘余應(yīng)變E1進(jìn)行方差分析，可認(rèn)為各組均數(shù)相等，即三組氣管

6、標(biāo)本內(nèi)壁殘余應(yīng)變無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=1.91，P=0.1628，按α=0.0500水準(zhǔn))。對外壁殘余應(yīng)變Eo進(jìn)行方差分析，得F=7.52，P=0.0018，按=0.0500水準(zhǔn)，認(rèn)為各組總體均數(shù)不相等。進(jìn)而對Eo采用三組之間兩兩比較的Q檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果A組Eo(0.158±0.059)小于B組Eo(0.259±0.080)且有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jì)學(xué)差異(Q=

7、3.6547，p<0.05)，而A、C組Eo之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(Q=1.476l，P>0.05)。即新鮮組氣管外壁殘余應(yīng)變大于另外兩組脫細(xì)胞氣管基質(zhì)，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而兩種不同方法脫細(xì)胞氣管基質(zhì)的外壁殘余應(yīng)并沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差異。 結(jié)論： 改良Courtman氣管脫細(xì)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(xì)胞法構(gòu)建組織工程氣管過程中，氣管力學(xué)性能變