关于心脏瓣膜在组织工程中的应用及未来期望

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1、关于心脏瓣膜在组织工程中的应用及未来期望-->关于心脏瓣膜在组织工程中的应用及未来期望[摘要]　心脏瓣膜病是常见的心脏病,心脏瓣膜置换术是治疗心脏瓣膜病的有效方法。目前所用的机械瓣和生物瓣均存在一定的缺点,探索和研究一种理想的人造心脏瓣膜,是心脏瓣膜外科领域所要解决的重大问题。随着组织工程技术的发展,组织工程心脏瓣膜被认为是一种潜在的理想的人造瓣膜,具有非常重要的临床应用前景,是目前心脏瓣膜外科领域重大研究课题。本文对近年来组织工程瓣膜支架材料、组织细胞和种植、体外预适应和在体动物试验等方面研究进行了评估,并指出目

2、前研究中所存在的问题。[关键词]　组织工程心脏瓣膜支架材料细胞种植[ABSTRACT]　Valvulardiseaseisamonly-seenheartdisorder,valvereplacementisaneffectiveapproachtotreatvalvedisorders.Boththemechanicvalvesandbioprosthesisusednoakingitimportantforthecardio-surgeryfieldtodevelopsomekindofidealvalves.

3、entoftissueengineeringtechniques,thetissueengineeringvalvesarethoughttohavegreatpotentialandbrightclinicalfuture,andnoematerials,resourceoftissuecellsandimplantation,invitropre-adaptationtestingandinvivoanimalexperimentresults,andtheexistingproblemsarepointedo

4、utinthepresentstudy.[KEYematerial;cellimplantation心脏瓣膜病是常见的心脏病,心脏瓣膜置换术是治疗心脏瓣膜病的有效方法。目前临床上应用的人造心脏瓣膜主要有机械瓣和生物瓣两大类。应用机械瓣置换心脏瓣膜后必须长期服用抗凝药,因抗凝不当而造成的出血、血栓形成及栓塞是影响患者长期存活的重要因素[1];而应用生物瓣置换心脏瓣膜病后,尽管无需长期的抗凝治疗,但术后易发生生物瓣钙化和衰败,导致植入的生物瓣发生功能障碍,而需再次手术置换[2]。因此,目前所用的机械瓣和生物瓣均存在一定

5、的缺点,探索和研究一种理想的人造心脏瓣膜,即术后既无需抗凝,又具有很好的耐久性,同时还能够适应身体生长发育的要求,这是心脏瓣膜外科领域所要解决的重大问题。随着组织工程技术的发展,组织工程心脏瓣膜被认为是一种潜在的理想的人造心脏瓣膜,是目前心脏瓣膜外科领域的重大研究课题。1　研究思路和方法组织工程心脏瓣膜的基本思路和方法是:采用人工合成材料、同种或异种的脱细胞心脏瓣膜作为组织工程心脏瓣膜的支架,通过将体外扩增的患者自体活细胞种植在瓣膜支架上,细胞能够牢固黏附、生长,使其具有正常瓣膜组织的新陈代谢功能,最后应用于置换病

6、变的瓣膜,在体发挥类似于正常瓣膜的功能。因此,组织工程心脏瓣膜不仅从功能上发挥正常瓣膜的功能,而且在结构上类似于正常瓣膜,目前被喻为活体生物瓣。从理论上讲,它完全克服了目前所用两类人造心脏瓣膜的缺点,具有非常重要的临床应用前景[3]。组织工程心脏瓣膜的研究包括瓣膜支架材料、组织细胞和种植、体外预适应和在体动物试验等方面的内容。2　瓣膜支架材料理想的组织工程瓣膜支架材料不仅要提供种植细胞生长的空间和瓣膜组织细胞生成的模板,同时又要求在瓣膜细胞生成之前提供足够的机械强度,承受快速血流的冲击所产生的张力和剪切力。目前实验

7、研究的支架材料主要有生物可降解高分子材料和脱细胞瓣膜支架材料两类[4,5]。生物可降解高分子材料所制成的瓣膜支架可随着种植细胞外基质的形成,支架逐渐降解、重吸收,被新生瓣膜组织细胞取代,最终在瓣膜组织中不遗留任何异物,因此,它无疑是瓣膜支架的最好选择。目前研究所用的高分子材料主要有聚羟基乳酸(PGA)和乳酸与羟基酸的共聚物(PLGA)、聚羟基烷酸酯(PHO)、羟基丁酸酯(P4HB),以及PGA-PHA共聚物等。但由于高分子材料表面缺乏细胞识别位点等原因,影响种植细胞在其表面的黏附生长,种植细胞易于脱落,动物实验效果

8、并不理想。目前,试图在材料表面引入细胞识别肽段RGD,增加表面的粗糙性或使表面呈网络状结构,以提高细胞的黏附力。此外,有些学者正在应用纤维蛋白胶构建瓣膜支架,或用人的肌成纤维细胞构建瓣膜支架,目前尚未发现其方法优于高分子材料。另一类组织工程瓣膜的支架是采用同种或异物瓣膜经脱细胞处理后的瓣膜支架,脱细胞处理后的瓣膜支架不仅消除了抗原性和免疫原性,而且保持正常瓣