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人工食管植入术后影像学检查的实验研究
目的探讨影像学检查方法在人工食管实验研究中的应用价值.方法对10只植入胸段记忆合金组合式人工食管的实验动物模型术后所进行X线平片和食管造影检查结果进行观察分析研究.结果 X线平片清晰显示胸内植入记忆合金组合式人工食管植入的位置原位固定>9个月3只;2～3月内脱管3只;>3个月内脱管4只;管体全部滑至胃内.食管造影连续摄片显示重度新生食管狭窄3只;轻度新生食管狭窄4只,同期介入安放食管支架2只.全组仅见1只发生吻合口细小瘘,无发现其它胸内并发症.结论①X线检查是进行人工食管动物实验研究简单且实用的检查方法.②食管造影连续摄片检查方法可为已建立植入人工食管的猪实验动物模型术后的观察研究及介入治疗提供多方面的支持帮助.
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人工食管的研究现状及进展
食管外科手术中核心的部分并不是肿瘤的切除、畸形的矫正或创伤的修复,而是病变食管切除后食管的重建.食管重建术是恢复患者术后正常饮食的惟一途径.目前常用的食管替代物为胃、结肠或带血管蒂的游离小肠.然而这些替代物均有不同的缺点和禁忌证,而且手术创伤大、干扰生理功能、术后并发症多.因此寻求一种安全、简单,并符合生理的食管重建方式是胸外科医师长期以来探索的目标,其中人工食管就是重要的研究方向之一[1-3].
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人工食管研究的进展
人工食管的研究起始于20世纪50年代.Berman[1]首先应用塑料管替代犬食管缺损,开创了以人工材料替代食管的先河.初期人工食管的研究重点为管道重建,以机械材料为主,如塑料管、金属管、硅胶管等,吻合口瘘、感染、脱管等并发症的发生率较高.近期的研究重点分为两个方向,一是诱导食管组织重生,多采用生物材料或复合材料;二是组织工程人工食管,采用组织工程的方法,在一定的基质上培养出食管的各层细胞,构建出结构与正常食管相似的人工食管.但至今仍无理想的人工食管问世.
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镍钛合金组合式人工食管替代食管的实验研究
目的观察镍钛合金组合式人工食管替代一段食管的可行性.方法镍钛合金组合式人工食管是由柔性硅胶膜覆盖镍钛合金网状支架作管体,距两端1 cm处管体上带有涤纶连接环的组合式人工食管.以10只猪作实验动物,分为Ⅰ、Ⅱ两组(每组5只),行手术切除一段长约7 cm的胸段食管,应用镍钛合金组合式人工食管替代建立实验动物模型,Ⅰ组用单纯镍钛合金组合式人工食管与正常食管做套入式端端全层吻合连接,Ⅱ组在Ⅰ组连接基础上,于镍钛合金组合式人工食管套入正常食管重叠处的食管外面加用涤纶条环绕固定.术后观察动物的进食及生长情况,3个月内每月做1次X线食管造影、电子纤维食管镜检查,处死3只术后66,100和123 d脱管的实验动物进行解剖,并对新生食管行病理学检查.结果两组共10只实验猪存活超过6个月以上,长的存活已达20个月余.全组无吻合口漏发生,所有实验动物在人工食管未脱落之前都能正常进食.7只实验猪在术后2～6个月内发生脱管,Ⅰ组3只术后3个月内脱管,脱管后发生新生食管狭窄,进食出现严重梗阻;Ⅰ组1只和Ⅱ组3只术后3个月后脱管,脱管后短时间内发生轻度新生食管狭窄,随后逐渐缓解,无进食困难.Ⅰ组1只、Ⅱ组2只实验猪超过术后10个月未发生脱管,新生食管无狭窄,进食顺畅.结论镍钛合金组合式人工食管替代猪被切除食管段,近期效果较好.
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改良人工食管结构预防新生食管狭窄
目的观察改良人工食管结构对术后新生食管狭窄的影响,为完善人工食管设计提供实验数据.方法采用犬食管缺损模型,实验组(n=10)植入复合结构管,术后新生食管狭窄者置入食管支架.对照组(n=30)植入单-结构管,术后新生食管狭窄者行扩张治疗,治疗失败后行支架置入.结果实验组人工食管平均脱管时间为19.10 d,明显低于对照组的39.07 d(t=15.6,P=0.000).与对照组相比,实验组无人工食管脱管后梗阻发生.两组术后新生食管狭窄发生率差异无显著性.结论复合结构管可缩短脱管持续时间而安全脱管.
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人工食管脱落时间对猪新生食管通道功能形成的影响
目的 观察人工食管不同脱落时间对新生食管通道功能形成的影响,探讨人工食管替代切除食管术后安全脱落的时间范围及新生食管狭窄的处理方法 .方法 观察一组(18只实验猪)人工食管替代切除食管术后,第1、2、3、6个月不同时间段发生人工食管脱落所出现的并发症,新生食管的组织结构,进食功能以及实验动物的生存情况.结果 在1个月内发生人工食管脱落有3只,都发生新生食管严重狭窄(φ<0.5 cm)造成重度进食困难(Bown's Ⅳ级)并发症,食管扩张治疗失败,全部在短期内死亡.在2个月内发生脱管有4只,新生食管出现中至重度狭窄(φ 0.5～0.9 cm)导致进行性进食困难(Ⅲ～Ⅳ级),3只经反复食管扩张治疗效果不明显,短期内死亡,1只采用重置裸支架治疗能迅速解决进食问题,得以长期存活.在3个月内发生脱管有4只,新生食管出现轻至中度狭窄(φ0.9 cm～1.5 cm)导致轻至中度进食困难(Ⅰ级～Ⅱ级),除2只计划处死观察外,其余2只中度进食困难实验动物采用重置裸支架治疗迅速解决进食问题,长期存活.在3个月以后发生人工食管脱落有7只,新生食管呈现扩张并相对性狭窄(φ1.9 cm)和短暂的轻度进食困难(Ⅰ级),其后进食困难自行缓解,无须治疗均能长期生存.结论 人工食管(植入体)在原位停留时间2～3个月对形成一条具有通道功能的新生食管是必要的,停留时间越长,对形成具有通道功能的新生食管越有利,重置裸支架治疗对该时段脱管出现严重的新生食管狭窄有显著的治疗效果.超过3个月发生人工食管脱落,新生食管已形成具有通道功能的管道,对进食影响不大,实验动物都能长期生存.
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再生食管在癌症治疗研究上的评价
人工食管的材料选择，术后并发症的发生始终未能解决，导致迄今尚缺乏理想人工食管问世。由于碳素是人体固有元素，无异质性，作为支架诱导的再生食管是癌症根治术的食管缺损修补与恢复人体固有进食管道的佳选择。
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应用钛镍合金-硅橡胶组合式人工食管研究食管重建
目的探讨食管部分切除后食管重建的过程及机制.方法以钛镍合金、硅橡胶作材料制成组合式人工食管,以16只普通家猪作动物实验,切除一段长约7 cm的胸段食管,以人工食管替代,分别于术后第1,2,3,4,5,6,7,8周及3,4,6,8,10,12个月处死动物,动物尸体解剖,标本作连续切片病理观察,分析食管缺损部分重建情况.结果①1周时间人工食管周围形成假道,即"新生食管",包绕人工食管;②"新生食管"起初以肉芽组织为主(约2周),2周后代以纤维结缔组织;③约4周后,食管上皮细胞爬行并可完全覆盖"新生食管"内腔,钛镍合金网内未见内皮长入;④本实验可观察到新生的平滑肌细胞,但未见到腺体再生;⑤人工食管脱落后"新生食管"中间段均见不同程度的狭窄,随着时间的增加(约6个月后),狭窄段趋于稳定.结论一定长度下的食管缺损可通过自身重建修复.
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应用钛镍合金-硅橡胶组合式人工食管重建食管缺损
背景:当食管有病变时通常用胃来替代食管,这样将改变生理性消化通道,从而导致一些诸如返流、进食不畅、消化不良等并发症.如果有一种人工食管来替代病变食管,这些可能的并发症将显著减少,并简化手术操作.目的:观察食管部分切除后,应用钛镍合金硅橡胶组合式人工食管重建缺损部分的情况.设计、时间及地点:观察性动物体内实验,于1999-05/2001-05在广州医学院第二附属医院动物实验室完成.材料:选用普通家猪16只,体质量30～35 kg,雌雄不拘.钛镍合金硅橡胶人工食管,长10 cm,内径20mm,内层为硅橡胶,外层为钛镍合金网,由北京有色金属研究总院稀贵所提供.方法:以普通家猪作动物实验,切除一段长约7 cm的胸段食管,以人工食管替代,分别于术后第1,2,3,4,5,6,7,8周及第3,4,6,8,10,12个月处死动物,尸体解剖,标本作连续切片、苏木精-伊红染色病理观察.主要观察指标:动物尸体解剖情况,组织病理学观察缺损食管部分新生情况.结果:纳入家猪16只,1只因术中大出血休克死亡,1只因麻醉意外死亡,其余14只动物生存期从7 d～1年不等.①动物处死后,从原胸壁切口开始进胸,4只动物见胸壁存在小脓腔,腔内见黄白色脓液,已包裹,与胸腔不相通,1只动物人工食管脱落后滞留于胃内;1只动物因术中吻合时缝合的人工食管过多且边距不均匀,导致人工食管扭曲,形成食管内嵌.1周时间人工食管周围形成假道,即"新生食管",包绕人工食管.②"新生食管"起初以肉芽组织为主(约2周),2周后代以纤维结缔组织,4周后,食管上皮细胞爬行并可完全覆盖"新生食管"内腔,可观察到新生的平滑肌细胞,但未见到腺体再生.人工食管脱落后"新生食管"中间段均见不同程度的狭窄,随着时间的增加(约6个月后),狭窄段趋于稳定.结论:一定长度下的食管缺损可通过应用钛镍合金硅橡胶组合式人工食管重建修复.
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改变镍钛合金人工食管管体结构在防止脱管中的作用
背景:应用涤纶连接环的搜计有效地解决了人工食管研制中发生早期吻合口漏和脱管的难题,实验动物均能长期存活.但带涤纶连接环记忆合金缀合式人工食管还存在中晚期脱管的问题未能完全解决.目的:观察改变镍钛合金组合式人工食管的管体结构地防止脱管中的作用.设计、时间及地点:对比观察动物实验,于2007-09/2008-05在广州医学院第二附属医院动物实验室完成.材料:健康小型实验香猪6只由广东省医学实验动物中心提供.带涤沦连接环编织型外层裸管体双层结构镍钛合金组合式人工食管和带涤沦连接环网格型覆膜单管结构镍钛合金组合式人工食管均由北京有色金属研究学院制作提供.方法:通过手术切除一段长约7cm的胸段食管,应用编织型和网格型两种不同管体结构的镍钛合金组合式人工食管替代胸段食管重建食管通道的方法,建立两组实验动物模型,每组3只.主要观察指标:人工食管的位置,新生食管与植入体的结合状况.结果:实验动物均存活超过3个月.网格型组3只(100%)术后3个月内全部出现脱管,脱管发生时间60～68d(平均63d).编织型组3只(100%)术后3个月内无发生脱管,远近端正常食管无扩张及狭窄,新生食管中间段部分管壁组织向植入体网孔内长入紧密固定.结论:编织型镍钛合金组合式人工食管替代胸段食管后,成功诱导新生食管与管体紧密结合,提示改变镍钛合金组合式人工食管管体结构是防止脱管的有效方法,同时也是解决永久性人工食管脱管这一难题的有效途径.
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食管支架材料选择及在老年食管癌的应用
目的:分析组织工程人工食管不同代替材料的应用及相容性,讨其在老年食管癌置入后的疗效,求永久性的人工植入材料.方法:以gene chip,protein chip,artificial neural network,gastrointestinal cancer,diagnosis"为英文检索词,组织工程食管、人工食管,物相容性,管瘤,断"为中文检索词.由第一作者检索2000-01/2010-09PubMed数据及万方数据库,入与组织工程食管研究、人工食管置入后的生物相容性评价以及不同材料组织工程食管的实验分析相关的文献,除重复性研究.保留中英文30篇文献进一步归纳总结.结果:目前人工食管主要的并发症有吻合口瘘、狭窄、坏死、反流等.未来人工食管的研究方向主要集中在人工食管的构建理念以及构建材料的选择上,要有以下几种观点:①选择理想的材料并构建成合适的形状.②体外培养-移植体内-诱导食管再生.③研制一种可精确调控的可生物降解的生物型人工食管,接将其植人机体内,以此为支撑物,体内终诱导、再生出新生的食管.结论:组织工程食管的研究有朝着应用组织工程学方法构建与正常食管结构相类似的食管替代物,料的选择从单一的生物惰性材料向可降解吸收的生物活性材料转变的多元化研究发展的趋势.
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人工食管应用中的安全性评价
人工食管一直是人工器官研究的主要内容和探索的主要课题,20世纪以来人类进行了大量的人工食管实验研究,先后尝试了各种材料来制作人工食管,如:聚乙烯、硅橡胶、硅胶涤纶合成体、膨体聚四氟乙烯、碳素纤维等高分子材料和经处理后的气管、血管等生物材料,并制成各种形状的人工食管如直管型、喇叭型、哑呤型人工食管,取得了一些成果.但由于他们都不能很好地解决牛物组织相容性和力学相容性等关键性问题,致使吻合口瘘、脱管及狭窄问题没有得到有效解决,这就严重影响了人工食管的发展和推广应用.
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人工食管材料生物相容性及其临床应用的安全性
尽管人工食管在治疗恶性食管狭窄和食管瘘等疾病取得了一定的疗效,但是这些方法手术打击大,术后并发症多,如吻合口瘘,狭窄,坏死,反流等,并且它们都以牺牲部分消化道为代价,常常造成消化功能紊乱和营养吸收障碍.在材料的选择,如何减少并发症以及解决生物组织相容性和力学相容性等方面仍颇有争议,文章从材料选取和安全性角度来探讨人工食管的应用和发展方向.
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用生物型人工食管进行食管重建的实验研究
目的目前国内外少有食管重建成品材料,且所报道的动物实验围手术期成活率较低.本研究旨在探讨生物型人工食管应用在犬食管重建术中的可行性.方法实验采用生物型人工食管,30只实验犬为中国杂种犬.切除部分胸段食管后,以8 cm长生物型人工食管进行重建,观察存活率、进食及愈合过程.结果30只犬围手术期存活28只,存活率为93.3%.吻合口瘘2只,发生率为6.7%.存活1年者19只,存活率为79.2%(19/24,其余6只按实验方案处死).术后平均28.8 d人工食管脱落.术后23～45 d及2个月时有不同程度进食受阻,4个月后逐渐缓解.组织学结果显示"新生食管"由纤维结缔组织构成,腔面于术后3～6个月完成鳞状上皮爬覆.结论生物型人工食管用于食管重建,周围"新生食管"形成后,植入的人工食管脱落,鳞状上皮逐渐在腔面爬覆,随着"新生食管"的不断塑型,其狭窄逐渐缓解.能否解决脱管和术后狭窄问题是生物型人工食管能否进入临床的关键问题.
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可降解复合人工食管重建犬颈段食管的实验研究
目的:研究聚氨酯胶原蛋白壳聚糖复合人工食管重建犬颈段食管的可行性.方法:将医用聚氨酯管表面覆盖海绵状胶原蛋白壳聚糖膜制成的人工食管,通过手术替换15只犬颈段5 cm食管缺损,术后给予营养支持,禁食2周或4周后通过内镜取出聚氨酯内管进行观察.结果:禁食2 周后取出聚氨酯内管的5只实验犬,新生食管上皮再生不完全,术后1个月内均出现进行性狭窄无法吞咽; 禁食4周后取出聚氨酯内管的10只实验犬,术后1个月新生食管完全上皮化,术后3个月, 黏膜全层结构完整再生,术后6个月食管肌层部分再生.结论: 聚氨酯胶原蛋白壳聚糖复合人工食管重建犬颈段食管具有可行性,通过聚氨酯内管提供临时通道,海绵状胶原蛋白壳聚糖膜提供适宜细胞爬行再生的三维多孔支架并维持足够长的降解时间,能促使自身食管完全再生.
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组织工程构建人工食管的初步实验研究
目的:初步探讨组织工程制备可降解人工食管的可行性.方法:体外分离、培养、扩增新生牛食管上皮细胞,接种于海绵状胶原蛋白-壳聚糖膜上,然后移植入裸鼠背阔肌表面,通过组织学及扫描、透射电镜观察食管上皮细胞在体内外的增殖与分化情况.[ HT5W 结果:培养的新生牛食管上皮细胞在胶原蛋白-壳聚糖膜表面生长良好 ,食管上皮细胞-胶原蛋白-壳聚糖膜复合物植入裸鼠背阔肌表面2周,食管上皮细胞可进一步分化至10层,术后4周胶原蛋白-壳聚糖膜已被降解吸收.结论:海绵状胶原蛋白-壳聚糖膜是组织工程构建可降解人工食管的优良基质材料.
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人工材料代食管动物实验的初步结果
目的 观察人工材料代替犬切除食管后消化道重建的初步结果.方法 将犬的食管切除一段,然后植入钛镍带膜支架,联接两食管断端,观察新生食管的生长情况.结果 6只实验犬除1只因麻醉失败当场死亡外,其余5只均列入观察范围.第2、3、4只因感染分别于术后3、4、9d死亡,第5、6只分别存活62、127d后人为处死.第5、6只犬支架分别于术后第18、31天脱落,而且病理检查发现均出现了新生食管中段狭窄,发生呕吐甚至进流质饮食困难,但持续一段时间后狭窄又会逐渐缓解,能进半流质饮食.结论 人工材料代替食管是可行的,虽然人工食管留置一段时间后必然会脱落,而且也会发生新生食管狭窄,但持续一段时间后又会自行缓解,具体原因还有待进一步观察研究.
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医用聚氨酯材料人工食管重建的组织再生观察
目的 观察医用聚氨酯材料人工食管重建时的组织再生情况,探讨其重建犬颈段食管缺损的可行性.方法 纤维内镜观察人工食管及吻合口肉芽生长情况,并定期处死实验犬,取新生食管标本,进行肉眼及HE染色,镜下观察组织再生情况.结果 术后食管黏膜上皮细胞可再生,3个月可覆盖缺损部位;术后1~6个月未发现食管腺体、平滑肌和横纹肌的再生;人工食管脱落后,不宜在原位时间过长,以减少对黏膜的损伤.结论 医用聚氨酯材料构建的人工食管可以用于食管缺损重建,食管黏膜上皮可以再生.
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细菌纤维素修复兔颈段食管部分缺损的实验研究
利用纳米细菌纤维素膜修复兔颈段食管缺损,探讨细菌纤维素作为人工食管的可行性.制备15例兔颈段食壁长为1 cm,环1/3～1/2周径的全层食管壁缺损的动物模型,利用细菌纤维素膜修补食管缺损.术后观察兔的生存、生活状况,并于术后第8、12 w分别取材,对血液学及移植物行大体、组织学检查,并在术对前每例动物行X线检查.实验中2只发生吻合口瘘死亡,1只因为消化系统疾病死亡,1只术中死于气胸,共存活11只,其术后8～12w体重及白细胞计数恢复至正常水平；X线检查表明所有实验组兔食管均未见明显狭窄及梗阻征象,与正常未手术兔相比未见异常.组织学观察表明术后8 w,食管缺损处大部分覆盖了新生的鳞状上皮细胞,细胞层数逐渐增多,分化逐渐成熟,至12 w基本实现了再上皮化.BC膜能够提供良好的上皮再生环境,可能是一种有前途的人工食管材料.
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可吸收脱细胞猪主动脉基质原位诱导食管再生的实验研究
目的:探讨应用可吸收脱细胞猪主动脉基质诱导原位食管再生进行食管替代的可行性.方法:应用胰酶、Triton X-100制备脱细胞猪主动脉基质.选用6只中国杂种犬,切除5 cm食管,用两片脱细胞猪主动脉基质缝制的人工食管进行重建,观察存活情况和食管再生过程.结果:应用胰酶、Triton X-100可有效的去除猪主动脉细胞.6只实验犬无围手术期死亡,1只发生吻合口瘘,1只在行内镜下扩张治疗时导致新生食管破裂死亡.病理结果显示,术后2周时有疏松结缔组织及大量新生血管形成,4周时整个人工食管被上皮细胞覆盖,镜下见粘膜上皮细胞约5～8层,其下可见粘膜下腺体结构及肌肉组织.12周时上皮细胞分化至8～10层,有粘膜下腺体结构及肌肉组织.原人工食管已完全吸收,肉眼已无法分辨人工和正常食管.结论:酶-去污剂联合应用能有效的祛除猪主动脉细胞.可吸收猪胸主动脉脱细胞血管基质能较好诱导组织的再生,为人工食管的临床应用研究提供了依据.
