《功能性仿生化生物人工氣管的研究》是依託揚州大學，由史宏燦擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：功能性仿生化生物人工氣管的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：史宏燦
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
氣管長段缺損後修復材料的選擇一直是氣管重建外科最具挑戰性的難題。本課題從臨床實踐中提煉出亟需解決的難題，擬聯合運用生物醫學工程、紡織工程和組織工程技術，設計構建出一種新型的功能性仿生化生物人工氣管，即在移植前預先對其進行生物化、再血管化和上皮化處理。關鍵技術流程：（1）套用生物醫學工程和紡織工程技術製備出一種具有良好生物力學和組織相容性的網管支架，並對其進行生物化修飾；（2）將經生物化修飾的網管支架埋植於動物體內促其血管化；（3）再利用組織工程技術將體外培養的氣管黏膜上皮細胞接種於已經生物化和血管化處理的網管支架內壁使之上皮化；（4）最後將這種仿生的功能複合體用於構建氣管缺損與重建實驗動物模型，發揮氣管應有的通暢呼吸和分泌等功能。本課題將著力解決人工氣管的生物化、再血管化和上皮化等難題，為氣管替代物的臨床套用研究提供理論基礎、實驗依據和技術可行性。研究成果將具有廣闊的套用潛力和重大的臨床價值。
在國家自然科學基金（30972968）資助下，本課題組主要完成了以下幾個方面的研究工作：（1）合成一種新型的組織工程支架材料羧乙基殼聚糖／納米羥基磷灰石（NCECS/n-HA）複合材料，測試其生物力學性能；（2）研究氣管軟骨細胞與NCECS/n-HA材料的相容性，探討NCECS/n-HA用於構建組織工程氣管軟骨支架材料的可行性；（3）研究組織塊法氣管黏膜上皮細胞原代培養及上皮細胞片的體外初步構建；（4）研究羧乙基殼聚糖/納米羥基磷灰石三維支架體外構建組織工程氣管；（5）研究納米生物材料仿生人工氣管的製備、生物力學性能檢測及其體內移植實驗。 主要解決的關鍵技術與創新點如下：1、通過共聚混合法成功地製作了NCECS/n-HA複合材料，製備過程中複合物化學性質穩定。2、通過冷凍乾燥法製備的NCECS/n-HA支架具有合適的孔徑大小，一定的生物力學強度，適合兔氣管軟骨細胞的生長。3、NCECS/n-HA複合材料具有良好的生物相容性及生物力學性能，可用於組織工程氣管研究的支架材料。4、套用組織塊法成功構建出一種較為經濟、便捷、可傳代、可重複的兔氣管黏膜上皮細胞的原代培養模型。成功對培養細胞進行鑑定、傳代與凍存的研究，為氣管黏膜上皮細胞培養提供了技術可行性。初步體外構建氣管黏膜上皮細胞片，為組織工程人工氣管的上皮化提供理論基礎與技術支持。5、通過胰酶/Ⅱ型膠原酶聯合消化兔耳廓軟骨獲得的細胞即為軟骨細胞，可以作為構建組織工程氣管的種子細胞。6、通過真空冷凍乾燥法製成的NCECS/n-HA三維泡沫支架成孔率高，孔徑大小適合軟骨細胞生長需要，可以作為軟骨細胞的載體共同構建組織工程氣管。7、自製新型納米生物材料仿生人工氣管生物力學性能良好，符合作為人工氣管的要求。8、Ⅰ期埋植可以使納米生物材料人工氣管獲得良好血供，使管腔密閉，能有效預防感染、吻合口瘺的發生。9、Ⅱ期帶血管蒂肌肉瓣的納米生物材料人工氣管移植後，併發症少，能夠與自體氣管很好地結合，可以達到氣管重建的目的。以上系列研究成果為新型納米生物材料仿生人工氣管在動物實驗成功的基礎上進一步套用於臨床氣管重建領域的研究提供了重要的技術可行性和有價值的科學依據，具有重要的開發套用潛力和重大的臨床價值。
