修复各种原因所致胆道狭窄或缺损常因胆肠吻合致反复发作胆管炎和再狭窄,治疗棘手,迫切需要重建胆道功能的新技术方法。利用组织工程学开发优良的胆道生物替代物将创造极大的经济和社会效益。本研究旨在利用组织工程原理与技术,选用遗传特性相对稳定、解剖结构匹配的封闭群内江猪管腔组织为材料,通过生物化学方法去除材料中引起免疫排斥反应的抗原性结构成分,制备高仿真,具有良好生物相容性和生物力学特性的异种天然管腔基质支架材料;建立高度模拟体内生理环境的体外细胞-支架材料三维培养模型,通过观察胆道上皮细胞、平滑肌细胞复合异种支架材料生长特性,掌握影响种子细胞生长繁殖的关键因素,探索诱导生长的策略;建立恒河猴胆道损伤模型,体内移植猪异种管腔支架材料,观察材料生物相容性、炎性反应和诱导自体胆道细胞再生、血管化过程,评价修复效果,建立临床手术、护理、治疗策略,为异种仿真胆道材料修复胆道的的临床应用提供理论和实验依据。
Simulation bile duct;Three-dimension culture;Implantation model;Dynamic culture;
脱细胞基质支架制备的研究表明,去污剂法优于EDTA+胰酶处理方法,能够得到脱细胞完全且胶原支架材料的空间三维结构保持完整的脱细胞基质支架。脱细胞基质支架中上皮层未见免疫组化阳性反应,只在胶原纤维间有很少量ɑ-gal表达免疫组化染色,阳性染色面积较正常组明显减少。MTT法检测毒级评定均在0~1级,符合植入人体生物材料的细胞毒性要求。细胞与支架复合培养20天后扫描电镜检测发现细胞在基质支架表面能贴附生长并增殖,细胞出现重叠。 体内肌袋试验结果揭示,脱细胞基质支架在体内的炎性反应相对较强,而脱细胞基质与人工合成高分子构建的复合仿真胆道支架在体内则具有较弱的炎性反应。支架在体内可逐渐降解,支架中可观察到微血管的形成,复合仿真胆道在降解并逐渐实现肌肉组织修复的过程中有纤维细胞的表达和丰富的胶原形成。我们建立了脐带间充质干细胞向胆道上皮细胞诱导的方法,用免疫荧光染色和荧光定量PCR证实诱导的细胞其CK19、CK7、HEA-125、β4整合蛋白、GGT-γ都具有较强的表达,具有胆管上皮细胞的特性,证明我们成功将脐带间充质干细胞诱导为胆道上皮细胞。通过课题组建立的胆道缺损大动物模型试验研究发现,脱细胞基质支架和仿真胆道支架都可支持体内胆道缺损的修复,移植脱细胞基质支架的受体猪在修复后期胆道发生狭窄,移植PU-脱细胞基质仿真胆道支架的受体猪未见胆道狭窄,健康存活100天以上。PU-脱细胞基质仿真胆道支架在受体猪体内移植修复15天、30天、70天和100天后取出移植部位,切片观察胆管支架在体内的修复过程。移植15天后,移植支架发生部分降解,支架内大量细胞浸润,移植支架中已降解部分已有胆道样组织形成;移植30天后,可在移植部位观察到少量支架碎片,大部分移植支架已被新生类似胆道组织替代;移植70天后,移植部位完全被类似胆道组织替代,但仍可见胆道吻合口手术痕迹;移植100天后,形成基本类似正常的胆道组织,基本见不到吻合口手术痕迹。通过对仿真胆道的性能评价,我们证实其基本达到可以替代正常胆管组织的功能,有望为临床胆道缺损疾病的治疗提供全新的治疗途径。