组织工程技术在泌尿外科的应用进展_临床医学论文【精品论文】

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1、组织工程技术在泌尿外科的应用进展_临床医学论文作者：张秉鸿，符伟军，王晓雄【关键词】组织工程　　泌尿系器官由于先天性异常或后天性损害(如创伤、肿瘤、炎症、烧伤等)造成缺失，需要进行重建或修复。以往利用自身某些组织作为替代材料(如膀胱肿瘤行全切后以小肠替代等)，存在取材操作复杂、材料来源局限、并发症多等问题；而且这种修复很少能完全替代原组织器官的结构和功能。利用结构和功能近似的修复材料进行修复重建，可最大程度上恢复受损器官的结构和功能。　　1组织工程基本原理　　1.1概念作为现代修复医学的重要组成部分，组织工程是依循细胞培养、材料学、工程学的原理培育、塑造能使组织器官功能恢复

2、并维持的生物材料。细胞用于组织工程时，小片供体组织被粉碎后游离出单个所需细胞。这些细胞被直接种植于宿主体内或贴附于基质，经培养、扩增后再种植于宿主体。供体可为异种、同种异体、自体的同源或异源组织；最理想的是自体细胞，即从宿主体以针刺法取得的细胞经游离、培养、扩增后移植回原宿主[1]，避免了排异反应，也减少了因使用免疫抑制剂引起的副作用。在体外获取大量附有特定细胞的替代材料比较困难。尿路上皮细胞能够在体外培养，但要大量扩增就比较困难。近年已能鉴别非分化细胞，并能使其在生长期保持不分化。利用这些培养技术，可使尿道上皮细胞由起初面积1cm2在8周内扩展到4202m2(一个足球场面

3、积)。这就保证有足够量的细胞移植回自体进行组织修复。近10年一系列原始祖细胞培养获得成功，使得利用自身细胞重建组织进入临床应用成为可能。　　1.2组织工程材料组织工程材料按其应用分为：①应用去细胞基质(acellularmatrices)，即单纯利用基质，依靠机体自然定向新生的组织对受损组织进行修复。通常是以化学或物理方法除去细胞成分而获得富含胶原的基质。②应用附有细胞的基质。两种基质均于种植处缓慢降解并最终完全被处于再生状态的细胞分泌的细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)逐渐替代。修复材料为取自自体组织的去细胞基质，代替上述人工合成的材料来修复组织

4、。生物材料为细胞塑育出具有恰当结构和理想功能的新生组织提供了合适的立体空间，也利于细胞的递送和生物活性因子(如细胞黏附肽、细胞因子等)的释放。因为大多数哺乳动物的细胞是“铆钉依赖性的”，没有合适的细胞黏附场所将会死亡。生物材料提供的细胞黏附场所可使细胞高效率地到达特定的部位。生物材料还可提供机械性支持以对抗体内的组织压力，保证植入的组织在新生修复过程中保持其立体结构不变形。生物活性因子(如细胞黏附肽、生长因子等)伴细胞同时释出，帮助调节细胞的生长。理想的生物材料应具有：①良好的生物相容性；②理想的降解性；③提供能使细胞调节发生(如黏附、扩增、迁移和分化)、进而使功能组织得以

5、形成的场所；④能提供临时机械性支持，使新生组织以三维立体结构重建；尤其在早期应能使工程化组织保持理想的稳定性；在后期，需以合适的速度降解而不妨碍组织的渐进性生长。目前，有3类生物材料已应用于组织工程：天然衍化的基质(如胶原、藻酸盐)、去细胞组织材料(如膀胱黏膜下层、小肠黏膜下层、口腔颊黏膜等)和人工合成聚合物，如聚羟乙酸(PolyGlycdicAcid,PGA)、L型聚乳酸(PolyLLacticAcid,PLLA)、L型聚羟乙酸(PolyLGlycdicAcid,PLGA)等。天然衍生和去细胞基质受取材复杂、数量受限的制约。合成材料则可按实际需要的强度、降解

6、速率、微观结构进行大量生产。α羟基酸聚合物(PGA，PLA和PLGA)已广泛应用于组织工程。聚合物中的酯键不稳定，降解无需酶的水解；降解产物无毒，终产物以CO2和H2O的形式排出体外。降解速率可因其结晶性、分子量以及由乳酸到乙酸的共聚速率等因素由数周到数年不等。聚合物具有热塑性，可采用塑型、挤压、溶解铸型、局断分离、气体发泡技术等多种工艺塑造成符合实际需要的微观结构和外部形态。　　2组织工程在泌尿系统重建中的应用　　2.1尿道修复以往多采用膀胱黏膜、口腔黏膜、腹膜等治疗尿道下裂、狭窄，存在移植物缩窄、毛发生长、结石形成等多种并发症。1995年Cilento等[2]将混合培养

7、的自体膀胱、尿道上皮和平滑肌细胞种植于具有微小网孔的聚乙酸支架，然后用以修补经剪除形成部分缺损的兔尿道。术后14d组织学检查表明吻合处上皮化，支架开始降解。术后无排尿困难及其它并发症，逆行尿道造影无狭窄迹象。取自膀胱黏膜下层的去细胞胶原基质已成功地应用于试验和临床。Chen等[3]剪除兔腹侧1/2尿道壁，用膀胱黏膜下层的去细胞胶原基质进行修补。组织学证实完全上皮化，并且逐渐有血管和肌纤维长入。试验动物能以修复后的尿道正常排尿。在对尿道下裂和狭窄的患者进行的临床研究中亦得到了证实。Atala等[45]以新鲜尸体膀胱