组织工程心脏瓣膜支架的研究现状和发展趋势.pdf

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组织工程心脏瓣膜支架的研究现状和发展趋势·述评·董念国史嘉玮胡平瓣膜疾病是心脏外科常见病、多发病，每年全世界瓣膜置换术约万例，我国成年风湿性心脏病患病率ァ．％，等待瓣膜置换近万例。现有临床瓣膜替代物各有不足之处：机械瓣置换术后需终生抗凝，易致出血或栓塞；异种生物瓣易退行性变、钙化，年左右需再次手术；同种生物瓣来源困难，并潜在排斥反应。寻找和研制更理想的瓣膜替代物一直是广大心外科医生努力方向，世纪年代后期出现的组织工程心脏瓣膜为实现这一梦想带来新的曙光。心脏瓣膜部位、功能特殊，机械强度和弹性要求较高，使近年研究较其他恰⑵し簟⒀9艿组织工程滞后。作为组织工程基本要素之一的支架材料近年研究活跃。以支架材料为突破口调控种子细胞与细胞外基质忠殉晌猅菇ü丶方凇一、组织工程与生物医用材料组织工程是利用生命科学和工程学的原理及方法，研究和开发具修复或改善人体组织或器官功能的新一代临床替代物。通常将种子细胞种植在具生物活性的三维多孔可降解支架材料内，期望支架提供细胞所需力学、化学信号，指导细胞黏附、增殖、分化及分泌钪招纬勺橹娲铩Ｓ纱俗橹こ潭陨镆用材料提出新的挑战：首先对材料本身，要求完全降解前物理、化学性能稳定，且具有一定的力学强度，易获取、加工和消毒；其次材料对人体应符合安全性要求，无毒、无致热原，不致敏、致畸和致癌，且有良好的组织、血液及免疫相容性；此外更希望材料包含可激活位点，从分子水平提供正常的细胞生长和铣伞⒔解及分布的生物信号绲鞍字省⒍嚯摹⑸ひ蜃拥，模拟天然组织特征使材料一细胞界面友好，主动促进组织再生及修复。支架主要评判标准包括降解速率、生物相容性ㄗ橹嗳菪院脱R合嗳菪裕罢哂职括表面和结构相容性⒘ρ阅堋⒖上拘浴⒖伤苄等。对于而言，已有生物医用材料尚不能很好地满足以上要求，很有必要对现有支架进行改进。二、支架研究现状构建策略即体外扩增种子细胞，使之在高分子或天然支架材料黏附、铺展，体内或应力场培养促细胞增殖、迁移、分化，原支架被降解、吸收，新生与细胞形成具一定强度和韧性的心脏瓣膜。理论上，应与受体心血管系统兼容，力学性能良好，耐受高速血流冲击，无免疫原性，不需抗凝，耐久性强，能生长和修复，因此被认为是较理想的新一代瓣膜替代物。支架材料、种子细胞和两者间相互作用是构建三大基本要素，其中支架材料是仿生学模拟的主要靶点。理想的支架理论上应有适宜的机械强度和弹性，能提供种子细胞生长空间和律板，包容外加或旁分泌活性分子，诱导组织再生。目前支架进展滞后严重影响着应用研究，表现在：钟兄Ъ懿牧锨慷群腿托圆蛔慊蚬龋荒艹浞承受体循环压力，Ъ芩峁┑目杉せ钗坏悴蛔悖材料一细胞相互作用不够协调，不能适应细胞和生长、代谢不同时间、部位、状态等需求；Ъ鼙聿细胞黏附不牢，尤其内皮覆盖不完全，血流冲击更易丢失，易致炎症细胞浸润、血小板黏附激活，继而诱发血栓形成、衰败。支架材料主要有啵天然生物材料，如纤维蛋白、胶原等；斯ず铣筛叻肿硬牧希缇廴樗帷聚乙醇酸及两者共聚物、聚羟基烷酸酯—，龋去细胞基质天然支架等。同种或异种来源的去细胞瓣，不仅消除免疫原性，保持正常瓣膜三维纤维网络结构，而且组织相容性优良，来源丰富，价格适中，获取、应用相对易行，具有其他材料无法替代的优越性。因此从仿生学和临床角度出发，去细胞瓣用作支架前景乐观。我们以往实验表明：经去细胞、低温处理获得的去细胞瓣含水量较高，