人工氣管材料的研究

氣管是呼吸系統重要的通道，但有時往往會因腫瘤、理化等原因需要行切除，而當切除長度超過6cm，則需借氣管假體等代用品來重建氣管。迄今為止，對氣管假體的研究包括以下幾類：

1人工合成器官

1.1滌綸一硅膠制品 滌綸、硅膠材料組織相容性良好、排異反應小，在醫學領域應用范圍廣。雖有報道用于患者術后恢復良好，但 Dodge等使用硅膠材料在兔體內的實驗中觀察到吻合口外層被纖維細胞包蓋，內腔存留大量的壞死細胞，并缺乏可再生的氣管內皮細胞，故認為此類產品僅能作為臨時通道，而非長久使用[1]。

1.2聚酯聚丙烯復合材料 饒人健等[2]對自行設計的聚酯聚丙烯復合人工氣管進行動物實驗研究結果顯示了此材料生物相容性佳，于是在其基礎上經I型膠原蛋自交聯偶合并經抗生素處理后，再次動物實驗表明此型人工氣管具有更優良的內腔上皮化特性。更宏燦等[3]采用主體材料為生物高分子聚乙丙交烯長絲和聚丙烯長絲的復合人工氣管，經過動物體內實驗認為具有市場開發的價值。

1.3金屬網材料 金屬鈦材料具有穩定的理化性質和低排異反應，在植入醫學中廣泛應用。Schuhz等[4]選用金屬鈦為材料進行人工氣管實驗，根據體外及動物實驗良好的結果，推斷該類型人工氣管之所以成功，是因為其微孔光滑內壁既抑制了微生物生長粘附，同時也改變了周圍環境細胞生長因子，在兩者互利的基礎上，促進合成膠原、細胞增生，防止感染和管腔堵塞，在人工氣管植入領域中優勢明顯[5]。

1.4膠原蛋耦合-聚丙烯加固的M arlex網復合材料 Teramachi等[6]選用軟性Marlex網為人工氣管支架，用取自豬皮的膠原蛋白封閉管壁。實驗結果顯示：該素材上皮化良好，但局部狹窄現象不能完全解決。而后作者[7]進一步采用帶蒂大網膜包繞覆蓋上述材料，發現實驗組上皮化程度較原型組具有更優良的結果，原型中管腔狹窄和管腔內壁暴露的問題也在實驗組得到優化。

1.5羥基磷灰石 國外使用羥基磷灰石作為氣管假體材料用于臨床，但該素材仍有發生管腔狹窄導致呼吸困難的可能。然而相關實驗表明，羥基磷灰石在非骨環境中也有新骨生成的誘導作用，且該素材制成的氣管假體可在X線下顯影，對于移植后動態觀察非常有利[8]。

2異體氣管移植

異體氣管移植有40余年歷史，來源幾乎全部是同種異體氣管。但目前主要用于動物實驗。盡管臨床上有移植成功的報道，但尚未能推廣應用[9]，其主要問題是排異反應和移植氣管的存活。

3自體組織再造氣管

以自體組織為原材料制作氣管假體的原料部位和制法各有不同，據報道曾用皮管、肌皮管、心包、食道、腸管等，近年來管腔內有上皮層的食管或腸管成為自體原料的主要來源。這些原料作為假體，愈合好、排異反應小、抗感染性強是顯而易見的優點，但動物實驗及臨床應用的數據表明，這些原材料制成的氣管假體仍未能解決術后出現的軟化、狹窄、纖維化等問題。

近年一些研究[10]采用肋軟骨或人工材料作為氣管支架，或使用網狀纖維管為支架、背闊肌覆蓋，這些原料基礎上的假體氣管可部分克服軟化的問題[11]。

4組織工程氣管移植

Fuchs等[12]在聚乙醇酸纖維上接種軟骨細胞，構建組織工程軟骨，對氣管缺損進行修補，植入后發現這些組織工程軟骨比游離的自體軟骨片穩定。除了軟骨細胞外，骨髓中的骨髓間質細胞、臍帶血間充質祖細胞也用于構建組織工程。目前，這種技術在臨床已有成功案例，國外2011年就成功實施了組織工程氣管移植[13]。

綜上，組織工程作為最新且最成功的氣管假體材料，具有的優點是以前探索的材料中不能比擬的，但其管腔上皮化及血供等問題，仍需經長期臨床檢驗。

參考文獻：

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[13]Crowley C1， Birchall M， Seifalian AM. Trachea transplantation： from laboratory to patient[J]. J Tissue Eng Regen Med，2014，10：1847.

編輯/孫杰