[發明專利]一種組織工程血管的構建方法

無效

• 申請號: 200710064210.7
• 申請日: 2007-03-06
• 公開（公告）號: CN101259292A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 張建;陳曉松;李建新;谷涌泉;俞衡錫;陳兵;齊力行;李學鋒;郭連瑞;羅濤;崔世軍;徐東;吳應鋒
• 申請（專利權）人: 首都醫科大學宣武醫院
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 李超

技術領域

本發明涉及一種組織工程血管的構建方法，更具體地說是一種自體活組織材料體外構建血管移植物的方法，屬于組織工程領域。

背景技術

目前，心血管疾病已經成為嚴重危害人類健康的疾病之一，特別是血管閉塞性疾病最終必須依靠外科手術的方法置換病變血管。目前常用的血管移植材料包括以不可降解的人工合成材料制作的人工血管、以及經過不同方法處理過的同種或異種血管和自體血管。人工血管材料的主要問題是存在血栓形成、凝血問題；同種或異種血管主要存在排異反應、鈣化、耐久性差等問題。自體血管目前仍然是中小血管移植材料的主要來源，但自體血管來源受限，數量有限，特別是老年患者、腎臟疾病患者、糖尿病、高血壓患者中，可移植的無病變血管更顯稀少，尤其是在需要多支旁路或在手術病人中，更是如此。雖然經過多年的努力，但目前仍未獲得突破性進展。

近年來，組織工程學方法的提出，有望徹底的解決這些問題，其原理是應用細胞種植的方法，將病人的活細胞在體外培育成為有活性的組織，再植入到病人體內，活細胞分泌細胞外基質成分逐漸改造，最終實現活組織器官的再生。

傳統的組織工程技術以可降解的高分子材料為支架，但高分子材料存在力學性能差、難以塑形、降解產物在局部存在不同程度的毒性等缺點。因此，生物來源的材料越來越受到重視。以膠原基架為代表的重組細胞外基質材料在生物相容性上具傳統材料無法比擬的優勢，然而在力學性能、順應性等方面存在的問題極大的制約了這類材料在組織工程中的廣泛應用。異種或異體來源的脫細胞材料在力學強度、順應性上存在著特有的優勢，但同時存在傳染疾病、抗原殘留等問題。此外，組織鈣化已經成為制約此類材料應用的重要原因。近年來，受體自身來源的組織材料以其獨具的優勢，引起了人們的注意。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種以自體活組織材料構建組織工程血管移植材料的方法，在體外應用該方法可以構建適合于作為血管移植材料的組織工程血管移植物。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案(見圖1)：

一種組織工程血管的構建方法，包括如下步驟：

(1)將管狀自體活組織基架材料在體外無菌條件下連接于持續灌流的生物反應器內，管腔外貯滿培養液；血管培養生態模擬系統分內循環和外循環，分別由兩臺多檔可調蠕動泵驅動。反應器參照文獻設計(見圖2)(參見Mall?JW，Philipp?AW，RademacherA，et?al.Re-endothelialization?of?punctured?ePTFE?graft：an?in?vitro?study?under?pulsedperfusion?condition.Nephrol?Dial?Transplant，2004，19：61-67.)。內外循環分別充盈自行配置的內循環培養液和外循環培養液。圖中(A)內循環的蓄液瓶；(B)內循環的蠕動泵，液流方向如箭頭所示；(C)內循環的液容；(D)反應器的灌流室；(E)外循環的蠕動泵；(F)外循環的蓄液瓶。a1、a2分別為內循環和外循環的氣體交換進氣道，b1、b2分別為內循環和外循環的氣體交換排氣道，均接有孔徑小于0.2μm的針式微孔濾器，過濾除菌。

(2)將體外培養獲得的自體內皮細胞以M199懸浮，或將骨髓單個核細胞誘導生成的自體內皮樣細胞以內皮祖細胞誘導培養液懸浮，按高密度種植法接種于管腔內表面；

(3)待內皮細胞或者內皮樣細胞黏附后接通管腔內循環和外循環，并模擬血液循環逐漸給予適當的剪切力刺激(5～15dyn/cm2)，壓力95/55mmHg，于37℃5％二氧化碳培養箱內培育5～7天，獲得組織工程血管樣復合物。

所述自體活組織基架材料的構建方法：以微創小切口技術將適合長度的醫用硅膠管埋植入實驗動物腹腔或皮下，做為異物模型，2～3周后，以無菌手術的方法將自體活組織包裹形成的硅膠管莢囊完整取出。剪除封閉莢囊的兩端后，抽出硅膠管后，形成管狀自體活組織結構，作為組織工程血管構建的基架材料。

本發明首先以異物植入體內，誘導機體產生包裹反應，以構建可供組織工程應用的血管基架材料(一般來說肌性管道及囊性器官的構建都適宜用此方法)。同時在體外擴增培養自體血管內皮細胞或將骨髓來源的間充質細胞向內皮方向誘導，作為種子細胞。然后在靜態或旋轉條件下，將種子細胞接種于血管基架材料的內表面。接著在體外持續灌流情況下，給以脈動和搏動刺激，在保證基架材料存活的基礎上，促進活細胞的成熟和分化。最終形成可供移植的血管樣移植材料，達到應用組織工程技術構建血管移植材料的目的。