组织工程心脏瓣膜的研究进展

心脏瓣膜疾病给广大患者带来了无尽的痛苦,大多数都是由于心脏瓣膜结构的破坏和功能的失调而造成的,目前最有效的手段就是通过手术治疗行瓣膜置换,而现有的人工心脏瓣膜主要有两种,一种是机械瓣膜,植入后患者需终生服用抗凝药物,需要经常抽血化验来调整抗凝药物的用量,而抗凝药物服用的过量或不足都会导致出血或血栓形成,带来新的病痛。另一种是生物瓣膜,植入后不需要终生抗凝,但是生物瓣膜没有自我修复功能其组织会逐渐衰退,导致使用期限的缩短,在青     

组织工程心脏瓣膜体外脉动反应器的初步研制

目的:探讨自行研制的体外脉动反应器应用于组织工程心脏瓣膜应力预适应的可行性.方法:根据流体力学原理,采用特殊材料自行设计制作了体外脉动反应器和预适应应力培养系统;将生物瓣置于反应器中运转,观察生物瓣的工作状态和系统的稳定性.以脱细胞猪主动脉瓣作支架,新生牛主动脉内皮细胞作种子细胞构建组织工程心脏瓣叶,静态培养4 d后,置入反应器内进行预适应处理24 h(流量由30 ml/min调至400 ml/min,频率30次/min),观察内皮细胞残留情况,并与静态培养的瓣膜相比较.结果:预适应应力培养系统能产生搏动性液体流,生物瓣正常工作,运转7 d,系统状态稳定.静态培养成功构建组织工程心脏瓣膜,内皮细胞与瓣叶支架黏附紧密,沿瓣叶表面形成单层细胞层,生长状态良好;动态培养的瓣叶内皮细胞部分被冲刷脱落,但仍有少部分细胞(6.26％)残留黏附.结论:自行设计和构建的体外脉动反应器基本能模拟体内心脏瓣膜的血流动力学,用于组织工程心脏瓣膜预适应研究具有可行性.     

组织工程心脏瓣膜的研究现状与展望

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、组织细胞来源和种植、体外预适应和在体动物试验等方面研究进行了评估，并指出目前研究中所存在的问题。     

新一代组织工程心脏瓣膜体外预适应脉动仪的研制

目的:研究经济、简单、易用的新一代组织工程心脏瓣膜体外预适应脉动仪.方法:采用对细胞无毒材料制作成外形似"飞碟"状密闭系统,简易电动呼吸机为动力源,动力室与瓣膜室之间隔膜的运动类似于心室的舒缩.安装混合细胞种植的去细胞猪主动脉带瓣管道后,开始低流量、低压力、低搏动频率运行,频率逐渐增加,直至达到成人主动脉瓣工作环境时,继续运行到第8天,取出组织工程瓣膜行病理学检查.运行期间发现培养液有浑浊现象或运行结束时即行微生物学检查,发现微生物者为感染.结果:脉动仪工作流量范围为50～6 000 ml/min,搏动频率为20～75次/min,收缩压力为10～120 mmHg,舒张压力为5～70 mmHg.与第一代脉动仪相比,感染率显著降低(100%vs 27.27%,P<0.01),瓣膜室内环境和系统运行稳定.病理学及扫描电镜显示:去细胞带瓣管道已完全内皮化,间质可见存活的成纤维细胞.结论:新一代组织工程心脏瓣膜体外预适应脉动仪具有低污染率、操作简单、容易制作、性能稳定、价格低廉、运行环境要求较低等优点,值得推广应用.     

体外构建组织工程心脏瓣膜动物实验初步研究

目的探讨应用去细胞猪主动脉支架(decellularized porcine aortic valve scaffold，APAVS)与兔骨髓干细胞(rabbit bone marrow stromal cells，RBMSCs)体外构建组织工程心脏瓣膜的可行性。方法采用去垢剂-核酸酶消化法处理，去除猪主动脉瓣细胞成分，并做去细胞前后的形态学检查和生物力学测定；在去细胞支架上种植兔骨髓干细胞，行形态学检查和免疫组化测定。结果光镜及电镜证实，猪主动脉瓣膜中的细胞成分可完全去除，获得完整无细胞的纤维网状支架；瓣叶去细胞前后的断裂强度和断裂伸长率无明显变化；种植的RBMSCs可在ACPAV表面形成一层连续的细胞层。结论种植RBMSCs于ACPAV上，可体外构造组织工程人工心脏瓣膜。     

人脐静脉内皮细胞用于构建组织工程心脏瓣膜的实验研究

目的：以人脐静脉血管内皮细胞(HUVECs)为种子细胞，体外构建组织工程心脏瓣膜(TEHV)，并对其分泌纤溶物质——组织型纤溶酶原激活物(t-PA)及其抑制物(PAI-1)的作用进行观察。方法：获取并扩增HUVECs，种植在猪脱细胞主动脉瓣叶上，体外静态构建TEHV。观察内皮细胞的形态学变化和生长状况。收集瓣膜培养液，采用发色底物法检测瓣膜内皮细胞分泌的t-PA和PAI-1活性。结果：以猪脱细胞主动脉瓣叶作支架，HUVECs做种子细胞，体外成功构建TEHV，种植的HUVECs在瓣膜表面长成一层连续的细胞层，生长状态良好。瓣膜表面的内皮细胞能够分泌纤溶物质t-PA和PAI-1。结论：HUVECs种植在猪脱细胞瓣膜支架上可以构建TEHV，且瓣膜内皮细胞能够分泌t-PA和PAI-1。     

组织工程心脏瓣膜的医学伦理研究

简要论述构建组织工程心脏瓣膜材料和方法;探讨组织工程心脏瓣膜的伦理问题,准确、合理处理先进技术与伦理道德的关系.     

组织工程化人工心脏瓣膜的研究进展

心脏瓣膜疾病是一类危及人类健康和生命的疾病,严重影响患者的工作和生活质量。外科手术予瓣膜置换是治疗心脏瓣膜疾病的有效方法。目前应用于临床的主要有生物瓣膜和机械瓣膜,各有优缺点：生物瓣膜容易钙化、衰败及破损撕裂,严重影响实际使用寿命;     

脉动应力预适应对组织工程心脏瓣膜内皮细胞整合素β1表达的影响

目的：探讨脉动应力预适应对构建的组织工程心脏瓣膜（TEHV）内皮细胞整合素β1表达的影响。方法：猪主动脉瓣膜经胰酶-EDTA、表面活性剂、核酸酶处理，去除猪主动脉瓣叶的细胞成分，将扩增的人脐静脉血管内皮细胞（HUVECs）种植在瓣叶上，体外静态构建TEHV。实验分为脉动应力预适应组、未预适应组和静态对照组。采用直接计数法、MTT法检测内皮细胞数，半定量RT-PCR检测内皮细胞整合素β1 mRNA的表达，Western blot检测内皮细胞膜上整合素β1蛋白的表达。结果：猪主动脉瓣膜中的细胞成分能完全去除，获得完整无细胞的纤维网状支架，静态条件下成功构建TEHV，高流量流体冲刷试验后，脉动应力预适应组TEHV内皮细胞仍有超过1／3的细胞残留。脉动预适应组瓣膜内皮细胞整合素β1 mRNA和蛋白的表达上调。结论：脉动应力预适应增强了TEHV内皮细胞的黏附功能，其可能的分子机制是通过整合素β1信号通路实现的。     

组织工程心脏瓣膜研究的现状与进展

采用各种瓣膜替代物置换自体心脏瓣膜现已成为临床治疗晚期心脏瓣膜病的有效手段〔1〕。但目前临床应用的瓣膜替代物 ,无论是机械瓣膜还是生物瓣膜 ,都存在着难以克服的缺陷 :即机械瓣膜术后需要终身抗凝 ,抗凝不足或过度均可引起严重的并发症 ;异种生物瓣膜则普遍存在着抗疲劳能力差 ,易于钙化等缺点 ;同种生物瓣膜除来源有限外 ,还涉及到复杂的伦理问题。临床迫切的要求人们去开发一种新型的组织相容性好 ,经久耐用且具有生物活性的瓣膜替代物。因此 ,组织工程心脏瓣膜的研究就是在这一背景下应运而生的。组织工程瓣膜是利用生命科学和组…     

组织工程心脏瓣膜生物反应器的改建及初步应用

目的:对自主研制脉动生物反应器加以改进,使其脉动流场能够体外模拟高流量高压力的在体瓣膜环境,并对整体构建的组织工程心脏瓣膜(TEHV)进行流场内培养的初步研究.方法:采用韩国产双囊搏动泵(T-PLS)作为新脉动流场的动力装置,并设计了新的气液交换通路以减少污染.以脱细胞猪主动脉瓣为支架,人的骨髓间质干细胞(BMSCs)为种子细胞整体构建TEHV.静态培养4 d后,置于生物反应器内分别在小流量(0～600 ml/min)和大流量(0～4 800 ml/min)脉动流场培养7 d,观察细胞残留情况.结果:流场改进后流量范围从0～1 200 ml/min提高到0～6 000 ml/min,系统内压力范围从0～40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)提高到0～180 mmHg.TEHV在低流量脉动流场内有部分细胞存留(26.3%),而在大流量流场中细胞几无存留.结论:新的生物反应器能够基本模拟在体瓣膜的流体动力学环境,能够应用于TEHV的体外培育研究,但目前构建的TEHV尚不能耐受大流量流体的冲击.     

组织工程心脏瓣膜构建中内皮细胞增殖的影响因素

目的:研究影响种植在脱细胞猪主动脉瓣叶上的新生牛主动脉内皮细胞(BAECs)增殖的因素。方法:以脱细胞猪主动脉瓣叶为支架,在其上种植BAECs。实验分3组:A组单次种植和多次重复(间隔24 h)种植内皮细胞,细胞总数相同;B组细胞培养液含和不含内皮细胞生长物质(ECGS);C组种植前分别以PBS和 FCS预处理12 h;通过细胞计数,观察种植细胞增殖的变化。结果:多次重复连续种植较单次种植的细胞数明显增加(P<0.05);培养液中加ECGS组细胞计数明显比未加ECGS组高(P<0.05);细胞种植前以FCS浸泡者比以PBS浸泡者细胞数增加(P<0.05)。结论:单独种植内皮细胞于脱细胞猪主动脉瓣叶上时,将瓣叶支架以FCS浸泡,培养液中加ECGS,多次重复、间隔24 h种植细胞能明显促进内皮细胞的增殖。     

去细胞猪主动脉瓣构建组织工程瓣实验研究

目的 观察未经戊二醛处理的去细胞猪主动脉瓣组织相容性和可降解性，并探讨基构建组织工程瓣可行性。方法 应用体外种植犬主动脉壁间质细胞和内皮细胞的去细胞猪主动脉瓣叶种植于犬腹主动脉内，观察其形态学和免疫组织化学变化。结果 （1）皮下埋藏实验显示瓣叶轻度炎症反应，10wk埋茂物完全降解吸收；（2）体外细胞种植后7d，见瓣叶表面有单层种子细胞覆盖；（3）体内，即腹主动脉内移植瓣叶，支架逐渐吸收，为新生细胞综合和分泌的纤维结缔组织所取代，至10wk末瓣叶完全重塑，在新构成的瓣叶中可检测到Ⅰ，Ⅲ型胶原、弹力纤维和粘多糖，间质细胞部分呈α－平滑肌肌动蛋白阳性表达，内皮细胞覆盖于瓣叶表面，Ⅷ因子染色为阳性。结论 去细胞猪主动脉瓣体外初步构建的组织工程瓣，移植入犬腹主动脉内经10wk观察，已初步形成具有活细胞的瓣叶组织，并提示组织相容性优于人工合成材料。     

去细胞猪主动脉瓣膜支架的生物学特性

目的探讨以Triton-X100、脱氧胆酸钠和核酸酶去细胞后的组织工程心脏瓣膜支架的生物学特性。方法经Triton-X100、脱氧胆酸钠和核酸酶处理新鲜猪主动脉瓣膜,去除内皮细胞和间质细胞,常规苏木精伊红染色,电子扫描显微镜检查,评价去细胞效果,并检测去细胞瓣叶的力学特性、可溶性蛋白含量、同时行兔皮下包埋实验,观察其免疫反应性。结果Triton-X100、脱氧胆酸钠和核酸酶能有效去除细胞成分,获得组织工程心脏瓣膜支架。去细胞瓣叶与新鲜瓣叶有相同的拉伸强度-拉伸率曲线。可溶性蛋白含量明显降低,去细胞瓣叶的免疫反应性明显降低。结论经Triton-X100、脱氧胆酸钠和核酸酶去细胞处理的猪主动脉瓣膜可以做为组织工程瓣膜支架。     

去细胞组织工程心脏瓣膜构建的实验研究

目的:探讨人脐静脉内皮细胞(HUVECs)种植在去细胞瓣叶上构建组织工程心脏瓣膜的可行性。方法:测定瓣叶去细胞前、后的生物力学性能;观察去细胞瓣叶上内皮细胞生长情况。结果:瓣叶去细胞可获得完整无细胞的纤维支架,瓣叶去细胞前、后的生物力学性能无差异;内皮细胞在去细胞瓣叶表面生长,形成一层基本连续的细胞层。结论:去细胞瓣叶组织是一种良好的纤维支架,可以用于构建组织工程瓣膜;内皮细胞种植在去细胞瓣叶上构建组织工程心脏瓣膜是可行的。     

组织工程心脏瓣叶皮下包埋实验

目的 探讨体外生成的组织工程心脏瓣叶在体内可能存在的组织活性。方法 裸小鼠12只,将体外培养的种植有平滑肌／成纤维及内皮细胞的瓣叶（实验组）和未种植细胞的支架片（对照组）包埋于裸小鼠背部皮下,观察支架片局部皮肤变化。分12、14、21、28d4个时间段各处死3只小鼠,大体观察、组织学检查。结果 包埋12、14d,活体显示实验组局部皮肤色泽红润,大体标本呈自体组织色泽。对照组活体局部皮肤及大体标本均苍白。HE染色结果显示,包埋12d。实验组细胞数量比对照组多,材料中部有肌纤维形成。对照组细胞数少,无肌纤维形成。至第28天．两组细胞数量均明显增加,对照组细胞仍较少。实验组显示纤维包膜内有肌纤维形成,对照组无。VG染色结果显示,种植后第12天．实验组有红染胶原纤维形成。对照组无明显的阳性染色胶原纤维。结论 组织工程心脏瓣叶在体内具有组织活性,如进行自体瓣叶原位移植可能具备生长能力。