3D打印生物可降解氣管支架與同種異體氣管移植的臨床實驗研究

陳紹森 董孝成 趙恩亮

【摘要】目的 探討3D打印生物可降解氣管支架與同種異體氣管移植應用于臨床治療的效果。方法 選取30只體重約為500 g的新西蘭兔子作為研究對象，并分為實驗組和對照組（n=15），構建氣管缺損模型，實驗組采取3D打印生物可降解氣管支架進行氣管移植，對照組則采取同種異體氣管移植，比較兩組兔子術后并發癥的發生率。結果 實驗組兔子術后并發癥的發生率（6.67%）明顯優于對照組患者（33.33%），差異具有統計學意義（x2=1.667，P<0.05）。結論 3D打印生物可降解氣管支架的臨床治療效果優于同種異體氣管移植的臨床治療效果，值得在臨床上進行應用和推廣。

【關鍵詞】3D打印生物可降解氣管支架;同種異體氣管移植;臨床實驗

【中圖分類號】R56 【文獻標識碼】A 【文章編號】ISSN.2095.6681.2020.21..01

近些年來，氣管相關疾病如氣管外傷、狹窄、腫瘤以及氣管先天性疾病等的發病率不斷在升高。氣管部分切除是臨床上氣管狹窄常見的治療手段，但氣管端吻合完成難度很大，這時需要進行器官移植。氣管重建可通過同種異體氣管移植、人工氣管假體等來完成[1]。由于人工氣管和同種異體氣管均屬于異體成分，且組織相容性較差，因此術后容易出現排異、吻合瘢痕型狹窄以及感染等并發癥，因此本研究選取體重約為500 g的30只新西蘭兔子作為研究對象，制備相應的動物模型探討同種異體氣管移植和3D打印生物可降解氣管支架應用于臨床實驗的效果，具體報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取30只體重約為500 g的新西蘭兔子作為本次研究的研究對象，并通過隨機數字表法將其分為實驗組和對照組，每組各有15只兔子。所選兔子均已經過倫理委員會批準，可進行有效的動物實驗來驗證其各種性能。此外，兩組兔子的性別、體重等資料之間不存在明顯的差異（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

對照組兔子：采取同種異體氣管移植，具體操作如下：①將兔子病變的氣管段切除，然后將同等長度、經體外滅菌及除抗原處理的供體氣管進行端端吻合;②將帶蒂的大網膜和胸大肌皮瓣包裹住供體氣管，從而保證其血液供應[2]。

實驗組兔子：則采取3D打印生物可降解氣管支架（即聚乳酸3D打印氣管支架，由哈爾濱醫科大學附屬第四醫院提供）進行治療，具體操作如下：①將兔子麻醉后放于CT下行頸部氣管平掃和三維重建，采集氣管圖像（如氣道形狀、彎曲角度等），然后根據氣管圖像的相關數據用3D打印技術制備人工復合氣管支架，長度約為2 cm，并應用環氧乙烷滅菌;②將兔子頸部的氣管切除2 cm，制備氣管缺損動物模型，然后將聚乳酸3D打印氣管支架置入到兔子氣管缺損處進行端端吻合;③用聚維酮碘溶液對切口部位進行沖洗，然后用頸部肌肉包裹人工氣管及其吻合處斷端，從而改善氣管局部血液循環，最后逐層對切口進行縫合[3]。兩組兔子在術后7天內均予以抗感染治療，觀察其呼吸狀態，并分別于術后1個月、3個月、6個月行X線和CT檢查，觀察氣管愈合狀況。

1.3 評價指標

按照上述方法，統計并比較兩組兔子術后相關并發癥（如感染、吻合口裂開、免疫排斥及死亡等）的發生率。

1.4 統計分析

及時、準確記錄治療過程中的相關數據，并通過SPSS 19.0軟件對其進行處理和分析，其中計數資料行x±s檢驗，采用t檢驗，相關分析采用pearson法，當P<0.05時，則提示差異具有統計學意義。

2 結 果

通過上述方法，對照組兔子術后并發癥的發生率明顯高于實驗組兔子，差異具有統計學意義（x2=1.667，P<0.05），具體分析見表1。

3 討 論

氣管狹窄是呼吸系統常見的一種疾病，其對患者的生命安全有著極大的威脅。現階段，臨床上對于該病的治療主要是通過同種異體氣管移植，但由于同種異體氣管直接屬于異體成分，組織相容性較差，因此術后較易出現免疫排斥反應等并發癥。

在本研究中，實驗組兔子術后并發癥的發生率為6.67%，對照組兔子術后并發癥的發生率為33.33%，可見實驗組兔子術后并發癥的發生率要比對照組兔子低，差異具有統計學意義（x2=1.667，P<0.05）。通過上述結果，我們可認為3D打印生物可降解氣管支架不但符合氣道形狀和彎曲角度，固定方式牢靠，還可提供長時間的有效支撐，生物相容性好，比同種異體氣管移植更適應應用于臨床實驗中，值得在臨床上加以應用并進行推廣。

參考文獻

[1] 單一波，范懿魏，李劍鋒，史宏燦，潘 樞，章方彪.3D打印氣管的孔徑遴選、表面修飾與性能評價[J].中華胸心血管外科雜志，2019，35（03）：171-176.

[2] 張敏波，彭齊峰，馬亞萍，孔維軍，廖文波.3D打印微小顆粒骨/聚乳酸-羥基乙酸共聚物支架材料的物理性能及其生物相容性[J].中國組織工程研究，2019，23（14）：2215-2222.