布景：比年来，在先进的早产儿和重症监护病房中，需要插管和东说念主工通气的腾达儿数目不断增多，随之而来的是，因永远插管而并发气管狭隘的儿童数目也在增多，这使得气管手术开采的需求日益增长。本连络旨在评估一种新式组织工程可生物降解膜对禁闭较大气管缺损的才略。

材料和要领：使用 NVR - 7 膜（一种由硫酸葡聚糖明胶构建物交联而成的共聚物）开采兔子手术变成的 105mm 气管缺损。这种新式膜的特有特质包括生物相容性、可生物降解性、弹性、可缝合性，以及易于进行灭菌经管。在术后 2 周、3 周、4 周和 8 周对动物实行安乐死并查验气管。

末端：8 只经受气管手术的兔子中有 7 只存活，气管密封邃密，气说念近乎正常。对取出标本的宏不雅和微不雅连络傲气，机体对该膜产生了不同进程的免疫原性响应。从永远来看（2 - 3 个月），气管的通盘档次王人完了了透顶再生，模拟了正常气管的原始结构和有序陈设。

论断：使用上述膜进行手术矫正，使手术动物大约克服任何呼吸尴尬，灵验矫正了指引的气管缺损。通过这项实验连络，咱们得出论断，新式 NVR - 7 膜似乎是诊治气管缺损患者的一种有远景的辅助诊治技巧。

一、绪言

使用假体进行气管重建的服从有限，这是由于存在局部感染、吻合口漏、出血、肉芽肿形成、狭隘，以及后期假体移位等问题。这些问题归因于假体的生物相容性差，这促使东说念主们开采出用胶原海绵密封的气管假体，从而辅助了生物相容性。跟着组织工程三维构建物的引入，再生重建医学迎来了新期间。这些构建物给与培养的软骨细胞（来自鼻子、鼻中隔、气管、骨髓和耳朵）和纤毛上皮细胞，镶嵌由聚乳酸（PLA）和聚酒精酸（PGA）制成的合成、生物相容性和可生物降解的支架中，该支架还含有孕育因子和细胞因子。其他自然存在的团聚物，如胶原卵白和透明质酸，以及由聚氨酯制成的合成材料 DegraPol®（意大利坎图生物工程实验室），王人被用作构建复合气管植入物的支架。咱们盘算了一种机动、有弹性、可生物降解且高度可缝合的膜，它是一种基本由硫酸葡聚糖和明胶组合而成的交联共聚物构建物，用于开采气管缺损。本连络旨在评估使用这种新式膜进行径物实验的末端。

东莞市富临塑胶有限公司是Degrapol在中国的代理商，富临塑胶为中国客户提供植入级可接管聚氨酯Degrapol。

二、材料和要领

01.NVR 的组织工程膜

为开采气管缺损，以色列内斯锡安的 NVR 实验室（神经元血管重建实验室）讹诈组织工程工夫，开采出一种可生物降解的交联共聚物构建物。它主要由硫酸葡聚糖和明胶团聚物组合而成，能形成不同可调步地、质料和稠度的多样类型支架（图 1）。咱们聘任了一种 2 毫米厚、机动、有弹性且可缝合的膜用于手术矫正，该膜在降解前的保留时刻约为 3 - 4 周。

图1：由硫酸葡聚糖和明胶交联共聚物构建物制成的 2 毫米厚、有弹性、可缝合、可生物降解的 NVR - 7 膜切片显微相片。精通 I、II 和 III 三层，其密度和宽度各不换取。最薄的一层（I）位于里面，最综合的一层（III）位于外部。（A）苏木精和伊红染色（H&E），原始放大倍数 50 倍。 （B）苏木精和伊红染色（H&E），原始放大倍数 100 倍。

02. 动物实验盘算

实验决议经过阿萨夫哈罗费医学中心动物实验委员会和外科连络实验室的审查与批准，何况动物的饲养解任好意思国国立卫生连络院（NIH；出书物 85 - 23，1985 年改良版）发布的《实验动物饲养和使用指南》。8 只体重 1.5 - 2.0 千克的新西兰白兔在全身麻醉下经受手术。聘任兔子模子是因为其气管大小与体重 5 - 6 千克的婴儿周边。通过肌肉打针 35 毫克 / 千克的氯胺酮和 5 毫克 / 千克的甲苯噻嗪完了麻醉。通盘动物均进行插管（4 号气管导管）并通气。通过颈部正中切口清晰气管。在气管前中部制造一个尺度的 105 毫米缺损，并用 5 - 0 薇乔缝线（聚乙交酯 910）终止缝合（图 2）。气管缺损的长轴方针为纵向。本连络中使用的 NVR - 7 膜比缺损大几毫米，以便在无张力的情况下充分袒护缺损角落。通过向手术伤口打针盐水并增多呼吸压力来检测缝合线是否漏气。除 1 只兔子外，通盘兔子在麻醉苏醒后均未出现呼吸尴尬，并在 12 小时内初始进食。每天监测临床症状，终点热心体重、咳嗽、咳痰、喘气和呼吸持重情况。

图2：（A）划分出的兔子呼吸系统相片：气管和肺。（B）带有中央缺损（方形）的气管。

03. 组织学查验

在手术后采选的时刻点（2 周、3 周、1 个月和 2 个月），每次正法 2 只动物。防备取出通盘气管，拆除周围软组织，并在近端前缘用缝线瑰丽以进行剖解学识别。标本立即固定在含有 0.5% 十六烷基氯化吡啶（CPC）的 4% 磷酸缓冲甲醛溶液（PBS）中 48 小时，然后在 4% 甲醛中惯例固定 1 周。在进一步经管之前，将标本横向切成 2 - 2.5 毫米宽的环。这些环进行脱水经管并包埋在石蜡中。制备 5 微米厚的切片用于组织学和组织化学连络，使用迈耶苏木精和伊红（BDH）（H&E）进行惯例显微镜查验，使用 Masson 三色染色法检测结缔组织因素和纤维卵白，使用阿尔辛蓝检测硫酸化糖胺聚糖（GAGs）和透明质酸。

三、末端

除 1 只动物在拔管后不久因工夫故障升天外，其余通盘动物的术后情况均令东说念主怡然。1 只兔子在术后 24 小时内出现轻度呼吸尴尬，但而后从容好转。动物透顶康复，未不雅察到后期并发症。

01. 气管切片的显微镜查验

术后 2 周，不雅察到植入膜的残留部分与气管壁继续（图 3）。出现明白的炎症细胞响应，其特征为大批嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、多核组织细胞、巨噬细胞和巨细胞。多个区域可见栅栏状和异物型肉芽肿形成（图 4 和图 5）。在光学显微镜下，几组近似胶原的纤维束呈现极化自得，这些纤维束很可能是原始共聚物膜（交联硫酸葡聚糖和明胶复合物）的复性明胶丝（图 6）。炎症响应进程随与膜的距离增多而裁汰。术后 3 周，炎症响应明白拖拉。此时，膜的残留部分似乎被成纤维细胞吞吃和包围（图 7 和图 8）。一些被吞吃的膜残留聚首体穿过气管内膜，出当今气管腔内，傲气出高度的裂解和理会（图 7 和图 8）。术后 1 个月，上皮和固有层似乎齐备无损，部分受损的软骨傲气出再生迹象，有成软骨细胞增殖（图 9）。术后 2 个月，软骨和上皮险些还原正常，仅有细小炎症浸润（图 10）。在这个愈合阶段，照旧很难细目受伤部位，植入的膜也无法再被识别（图 10）。

图3：术后 2 周 NVR - 7 膜残留部分的显微相片（箭头所示），傲气其处于高瓜理会阶段。（A）苏木精和伊红染色，原始放大倍数 100 倍。（B）原始放大倍数 400 倍。

图4：术后 2 周早期炎症响应的显微相片。（A）大批羼杂炎症细胞浸润围绕异物（箭头）。苏木精和伊红染色（H&E），原始放大倍数 100 倍。（B）异物周围肉芽肿响应的高倍放大图（箭头）。H&E，原始放大倍数 400 倍。

图5：术后 2 周早期炎症响应的显微相片。（A）异物周围的肉芽肿响应（箭头）。苏木精和伊红染色（H&E），原始放大倍数 100 倍。（B）炎症细胞包围异物的高倍放大图（箭头）。H&E，原始放大倍数 400 倍。

图6：术后 2 周 NVR - 7 膜植入部位气管壁偏振光视线显微相片。精通膜残留部分在纵向和横向切片中的丝状色泽（箭头）。苏木精和伊红染色，原始放大倍数 400 倍。

图7：术后 3 周被吞吃的 NVR - 7 膜残留部分向气管腔内迁徙。精通对内膜上皮的一些压迫、穿透和瘢痕毁伤（箭头），终末可见被吞吃的膜残留部分在气管腔内。苏木精和伊红染色，原始放大倍数 100 倍。

图8：（A）和（B）术后 3 周被吞吃的 NVR - 7 膜残留部分向气管腔内迁徙。精通对内膜上皮的一些压迫、穿透和瘢痕毁伤（箭头），终末可见被吞吃的膜残留部分在气管腔内。苏木精和伊红染色，原始放大倍数 100 倍。

图9：术后 1 个月气管节段的显微相片，傲气透明软骨膜有新软骨形成（小箭头），高度血管化的固有层和完整的上皮。苏木精和伊红染色，原始放大倍数 200 倍。

图10：（A）和（B）术后 2 个月傲气 NVR - 7 膜禁闭气管缺损历程的显微相片。可见小数炎症因素。软骨和上皮外不雅透顶正常。两张显微相片均用苏木精和伊红染色，原始放大倍数 200 倍。

四、商议

先天性和后天性气管狭隘仍然是具有挑战性的问题。比年来，需要插管和东说念主工通气的早产儿和重症监护婴儿及儿童数目急剧增多，随之而来的是，因永远插管而并发气管狭隘的儿童数目也相应增多。气管最典型的结构特征是其伸展性十分有限。气管软骨外层的胶原纤维产生的力，以及中央区域水合卵白聚糖的抗压阻力，遏止了月牙形软骨的蜿蜒。当发生病理历程时，会在阶段性炎症历程的驱动下发生变化和重塑：包括组织细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和巨细胞等多种迁徙细胞的侵入，形成纤维性肉芽肿异物响应，以及瘢痕形成。这种开采历程往往无法充分重现原始结构和档次。导致狭隘的一系列事件包括黏膜和软骨的溃疡、伴有肉芽组织的炎症响应、纤维组织形成，以及纤维瘢痕组织的收缩。

毛细血管贯注压是黏膜毁伤的要津因素。溃疡愈合波及上皮再生（一期愈合）或开采（二期愈合）。要是上皮未能袒护肉芽组织，肉芽组织会过度孕育并阻扰气管腔。数周或数月后，肉芽组织会变成险些无血管的瘢痕，仅含有小数血管。永远插管后，1% - 8% 的腾达儿会发不满管狭隘。呼吸持重的症状可能从细小喘气到严重窒息不等。吸气和呼气时均可听到喘鸣音。手术诊治取决于狭隘确切切位置和进程。基本上有三种诊治方式：内镜诊治，包括径直切除、激光切除（二氧化碳或磷酸钛钾激光）或支架置入；经皮延长诊治；以及开闭幕术，包括气管延长、前环气管劈开术、喉裂开并前腔扩大术、切除术、滑动气管成形术，或端端吻合术。关于平素的气管狭隘，诊治聘任包括多样类型的自体移植补片（使精心包或胫骨前骨膜）、气管支气管支架置入、气管切除术、可延长金属气说念支架置入、球囊导管延长术，以及蒙哥马利 T 管法。

多年来，东说念主们测试了多种膜材料来开采气管缺损，但末端仅达到中等怡然进程。生物膜被以为是最好聘任，它允许纤毛上皮细胞向内从头袒护，软骨成纤维细胞向外增殖。组织工程试图为细胞提供基础复旧或支架、妥当的细胞群体，以及细胞外基质的替代物。细胞与细胞外基质之间的相互作用是细胞迁徙、增殖、分化和凋一火的要津因素，而这些关于组织工程构建物来说王人是至关弥留的功能。本文所述的 NVR - 7 膜似乎是诊治气管缺损患者的一种有远景的辅助诊治技巧。

照旧制备出内衬呼吸上皮的软骨管并动作气管替代品进行植入。当将气管上皮细胞植入组织工程软骨管上时，3 周时在一些上皮细胞上可不雅察到纤毛。还需要进一步连络以细目某些细胞外基质因素是否不错最大适度地减少往往不雅察到的无益免疫响应。用富含透明质酸的羼杂物 NVR 的 N - gel 袒护膜，可能有助于得到更好的免疫响应，现时咱们实验室正在对此进行熟识。下一项连络将使用本文报说念的归并种膜，并通过添加内层上皮细胞和外层软骨细胞进行变调。NVR 实验室照旧盘算出一种环形管形貌的完整气管节段动作气管替代品，现时正在开采中，也将成为进一步连络的对象。

五、论断

总之，诊治儿童短段和长段气管狭隘既是可行的，亦然值得的。跟着先进诊治要领的不断涌现和新的补片材料的开采，诊治服从在不断改善。冷冻保存后的同种异体气管移植手术在动物实验中取得了告捷，且无需免疫扼制即可植入。现时，组织工程畛域的发达十分赶紧，第一个工程化 “气管” 行将成为实验。

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