血管、神经组织工程.ppt

第七节第七节 血管组织工程血管组织工程 一、血管的组织结构一、血管的组织结构 (一一)动脉动脉 1 1、中动脉、中动脉 管壁平滑肌丰富、管壁收缩性强，又称肌性管壁平滑肌丰富、管壁收缩性强，又称肌性动脉。动脉。内膜内膜 表面为内皮，内皮周围有内弹性膜。内表面为内皮，内皮周围有内弹性膜。内 皮和内弹性膜之间，有较薄的内皮下层，含少量皮和内弹性膜之间，有较薄的内皮下层，含少量胶原纤维、弹性纤维和少许纵行平滑肌。中动脉胶原纤维、弹性纤维和少许纵行平滑肌。中动脉的内弹性膜明显，此为内膜和中膜的分界。的内弹性膜明显，此为内膜和中膜的分界。中膜中膜 较厚，主要由较厚，主要由1040层环行排列的平滑层环行排列的平滑 肌组成，平滑肌之间有一些弹性纤维和胶原纤肌组成，平滑肌之间有一些弹性纤维和胶原纤 维。动脉中膜含有平滑肌细胞，这些平滑肌细维。动脉中膜含有平滑肌细胞，这些平滑肌细 胞具有产生结缔组织纤维和基质的能力。胞具有产生结缔组织纤维和基质的能力。外膜外膜 外膜的厚度与中膜相近，由较疏松的结外膜的厚度与中膜相近，由较疏松的结 缔组织组成，含有胶原纤维和弹性纤维。在外缔组织组成，含有胶原纤维和弹性纤维。在外 膜与中膜交界处，有的中动脉有较密集的弹性膜与中膜交界处，有的中动脉有较密集的弹性 纤维，有的有一层较明显的外弹性膜。纤维，有的有一层较明显的外弹性膜。2 2、大动脉、大动脉 管壁中有许多层弹性纤维，平滑肌较少，也称为管壁中有许多层弹性纤维，平滑肌较少，也称为弹性动脉。弹性动脉。内膜内膜 内皮外有较厚的内皮下层，其中含胶原纤内皮外有较厚的内皮下层，其中含胶原纤 维、弹性纤维和一些平滑肌。内皮下层之外为多层维、弹性纤维和一些平滑肌。内皮下层之外为多层 弹性膜，与中膜的弹性膜相连，故内膜与中膜没有弹性膜，与中膜的弹性膜相连，故内膜与中膜没有 清楚的分界。清楚的分界。中膜中膜 主要由多层弹性膜和一些平滑肌组成。成人主要由多层弹性膜和一些平滑肌组成。成人 有有40407070层弹性膜，各层弹性膜由弹性纤维相连。层弹性膜，各层弹性膜由弹性纤维相连。外膜外膜 较薄，致密的结缔组织组成，没有明显的外较薄，致密的结缔组织组成，没有明显的外 弹性膜。外膜逐渐移行为周围较疏松的结缔组织。弹性膜。外膜逐渐移行为周围较疏松的结缔组织。(三三)动脉血管内皮的功能动脉血管内皮的功能 血管内皮细胞构成血管的光滑面，便于血液流血管内皮细胞构成血管的光滑面，便于血液流动。内皮细胞能合成并向血液释放多种有生物活性动。内皮细胞能合成并向血液释放多种有生物活性的物质，如的物质，如A A、B B血型抗原，血型抗原，因子，前列环素。正因子，前列环素。正常时，抗凝物质占优势，使血液保持液体状态，血常时，抗凝物质占优势，使血液保持液体状态，血管受损时，凝血物质增多，参与凝血。管受损时，凝血物质增多，参与凝血。（二）静脉二）静脉 常与相应动脉伴行。静脉管壁薄而柔软，弹性也常与相应动脉伴行。静脉管壁薄而柔软，弹性也较小。静脉壁内平滑肌和弹性组织不及动脉丰富，结较小。静脉壁内平滑肌和弹性组织不及动脉丰富，结缔组织成分较多。缔组织成分较多。1 1中静脉中静脉 内膜薄，内弹性膜不发达或不明显。中内膜薄，内弹性膜不发达或不明显。中 膜比相伴行动脉薄，平滑肌束分布稀疏。外膜一膜比相伴行动脉薄，平滑肌束分布稀疏。外膜一 般比中膜厚，没有外弹性膜，由结缔组织组成，般比中膜厚，没有外弹性膜，由结缔组织组成，有的中静脉外膜可有纵行平滑肌束。有的中静脉外膜可有纵行平滑肌束。2 2大静脉大静脉 管壁内膜较薄，中膜很不发达，为几管壁内膜较薄，中膜很不发达，为几 层排列疏松的环行平滑肌，甚至没有平滑肌。层排列疏松的环行平滑肌，甚至没有平滑肌。外膜则较厚，结缔组织内常有较多的纵行平滑外膜则较厚，结缔组织内常有较多的纵行平滑 肌束。肌束。3 3静脉瓣静脉瓣 管径管径2 mm2 mm以上的静脉常有瓣膜，防以上的静脉常有瓣膜，防 止血液逆流。瓣膜为两个半月形薄片，彼此相止血液逆流。瓣膜为两个半月形薄片，彼此相 对，根部与内膜相连，其游离缘朝向血流方对，根部与内膜相连，其游离缘朝向血流方 向，为含弹性纤维的结缔组织。向，为含弹性纤维的结缔组织。二、血管移植的发展二、血管移植的发展 1 1、静脉移植、静脉移植 运用自体静脉作为动脉搭桥的替代品。运用自体静脉作为动脉搭桥的替代品。2 2、异种或同种异体血管移植、异种或同种异体血管移植 易发生动脉瘤和移植后感染。易发生动脉瘤和移植后感染。3 3、人工合成血管移植、人工合成血管移植 目前常用的人工血管有涤纶织物、膨胀性聚四目前常用的人工血管有涤纶织物、膨胀性聚四氟乙烯氟乙烯（ePTFE）、聚乙烯对酞酸盐（、聚乙烯对酞酸盐（DacronDacron）制）制成的血管，适用于大直径高血流速段血管移植，直成的血管，适用于大直径高血流速段血管移植，直径径5mm5mm以下的低血流速段血管移植疗效差，往往发以下的低血流速段血管移植疗效差，往往发生血栓栓塞。生血栓栓塞。4 4、组织工程化血管组织工程化血管 三、组织工程化血管三、组织工程化血管 （一）血液与植入材料之间的反应（一）血液与植入材料之间的反应 1 1蛋白吸附蛋白吸附 一旦血液通过移植物，血浆蛋白（白蛋白、纤维一旦血液通过移植物，血浆蛋白（白蛋白、纤维蛋白、免疫球蛋白蛋白、免疫球蛋白IgGIgG等）立即吸附于移植物血管壁。等）立即吸附于移植物血管壁。在移植物表面发生重新分布。在移植物表面发生重新分布。2 2血小板沉积血小板沉积 蛋白质蛋白质/血小板复合物沉积后血小板构象发生改血小板复合物沉积后血小板构象发生改变并释放颗粒，释放出一系列生物活性物质，这些变并释放颗粒，释放出一系列生物活性物质，这些物质可激活其他血小板并增加凝血酶的产生；物质可激活其他血小板并增加凝血酶的产生；诱导诱导调节平滑肌细胞漂移和增殖；控制单核细胞积聚到调节平滑肌细胞漂移和增殖；控制单核细胞积聚到移植物上。移植物上。3 3中性粒细胞和单核细胞浸润中性粒细胞和单核细胞浸润 趋化因子将中性粒细胞吸引到移植体上，被激活趋化因子将中性粒细胞吸引到移植体上，被激活的中性粒细胞释放出氧、自由基和各种酶，诱导基质的中性粒细胞释放出氧、自由基和各种酶，诱导基质降解，控制整个内皮细胞分化的过程，控制移植血管降解，控制整个内皮细胞分化的过程，控制移植血管的组织整合。的组织整合。4 4内皮细胞和平滑肌细胞的向内生长内皮细胞和平滑肌细胞的向内生长 移植物仅有有限的内皮细胞向内生长，其生长不移植物仅有有限的内皮细胞向内生长，其生长不超过吻合端超过吻合端l l2 cm2 cm；吻合口区周围可以发现受损伤；吻合口区周围可以发现受损伤或未融合的内皮细胞，但生化性质发生改变，可能启或未融合的内皮细胞，但生化性质发生改变，可能启动血栓形成和平滑肌细胞生长。平滑肌细胞增殖，产动血栓形成和平滑肌细胞生长。平滑肌细胞增殖，产生细胞外基质成分。这种平滑肌细胞过度增生的反应生细胞外基质成分。这种平滑肌细胞过度增生的反应通常被认为是产生内膜肥厚的主要原因。通常被认为是产生内膜肥厚的主要原因。（二）移植物的组成和构建（二）移植物的组成和构建 1 1、多孔性和、多孔性和通透性通透性 组织向内生长的速度依赖于移植物的多孔性和通组织向内生长的速度依赖于移植物的多孔性和通透性。透性。通透性通透性过小影响移植体内皮化的速度，增加血过小影响移植体内皮化的速度，增加血栓形成；通透性过大，使周围组织长入过快而阻塞移栓形成；通透性过大，使周围组织长入过快而阻塞移植血管。植血管。2 2、血管壁顺应性、血管壁顺应性 在顺应性相对较好的动脉和不可延展的移植物吻在顺应性相对较好的动脉和不可延展的移植物吻合口处是出现血流紊乱的部位；动脉不同区域顺应性合口处是出现血流紊乱的部位；动脉不同区域顺应性变异性太大变异性太大远端小腔隙动脉顺应性小于较大的、远端小腔隙动脉顺应性小于较大的、较中心的动脉。较中心的动脉。3 3、流动面特性、流动面特性 血液与移植体表面的相互作用，依赖于其表面的血液与移植体表面的相互作用，依赖于其表面的理化特性。如表面电荷、粗糙程度。理化特性。如表面电荷、粗糙程度。(三三)移植物的丧失和通畅率移植物的丧失和通畅率 即刻丧失即刻丧失-机械原因机械原因 置人体内第置人体内第1 1个月发生丧失个月发生丧失-远端高阻力发生血远端高阻力发生血栓所致。栓所致。置入后置入后6 6个月到个月到3 3年发生丧失年发生丧失-吻合口假性内膜吻合口假性内膜过度增生。过度增生。可以通过预先处置移植物的构建、组成和或可以通过预先处置移植物的构建、组成和或通过诱导改变血液和组织对植入移植物反应等干预通过诱导改变血液和组织对植入移植物反应等干预措施来消除这些障碍。措施来消除这些障碍。四、生物杂交移植物四、生物杂交移植物 (一一)表面改性表面改性 1 1、中性多聚体外衣：中性碳衣、硅衣、中性多聚体外衣：中性碳衣、硅衣 2 2、蛋白涂层：明胶、胶原、蛋白涂层：明胶、胶原 3 3、抗生素浸渍移植物：头孢菌素、利福平、抗生素浸渍移植物：头孢菌素、利福平 4 4、抗凝剂的附着：尿激酶、抗凝剂的附着：尿激酶 （二）内皮化移植物（二）内皮化移植物 1 1、内皮细胞种植外源性内皮细胞的应用、内皮细胞种植外源性内皮细胞的应用 问题：细胞的密度；细胞的黏附和驻留问题：细胞的密度；细胞的黏附和驻留 解决：含氮血浆处理移植体；延长孵育时间；解决：含氮血浆处理移植体；延长孵育时间；选择利于细胞吸附的材料选择利于细胞吸附的材料 2 2、刺激内源性内皮细胞再表面化：、刺激内源性内皮细胞再表面化：FGFFGF （三）生物可吸收材料血管移植物的应用：（三）生物可吸收材料血管移植物的应用：不余留可能残余细菌孳生的材料、降低感染不余留可能残余细菌孳生的材料、降低感染 不余留长期异物炎症反应的材料；不余留长期异物炎症反应的材料；减少内膜过度增厚、减少血管阻塞减少内膜过度增厚、减少血管阻塞 建立完整、有效、有力的组织结构：建立完整、有效、有力的组织结构：1 1、可吸收材料中混合使用非可吸收材料、可吸收材料中混合使用非可吸收材料 2 2、使用两种或两种以上的不同组织降解率的可吸收材料、使用两种或两种以上的不同组织降解率的可吸收材料 3 3、应用生长和趋化因子，加强组织向内生长，加强加快、应用生长和趋化因子，加强组织向内生长，加强加快 细胞整合到移植体上细胞整合到移植体上 五、血管组织工程：五、血管组织工程：（一）体外血管组织工程：周期长（一）体外血管组织工程：周期长 胶原支架胶原支架内皮细胞平滑肌细胞成纤维细胞内皮细胞平滑肌细胞成纤维细胞 （二）体内血管组织工程：（二）体内血管组织工程：1 1、无细胞管状基质、无细胞管状基质+bFGF+bFGF 2 2、小肠黏膜下层（、小肠黏膜下层（SISSIS）血管替代品）血管替代品 3 3、小肠胶原层（、小肠胶原层（ICLICL）血管替代品）血管替代品 第八节第八节 神经组织工程神经组织工程 一、周围神经解剖结构特点一、周围神经解剖结构特点 1 1、神经纤维、神经纤维 神经纤维是由神经元的轴突和包绕轴突的鞘膜所神经纤维是由神经元的轴突和包绕轴突的鞘膜所组成。鞘膜主要由雪旺细胞组成。轴突是神经元上最组成。鞘膜主要由雪旺细胞组成。轴突是神经元上最长的突起。轴突内含有神经微丝、神经微管、线粒体、长的突起。轴突内含有神经微丝、神经微管、线粒体、粗面和滑面内质网。粗面和滑面内质网。2 2、神经纤维的分类、神经纤维的分类 3 3、结缔组织膜、结缔组织膜 神经内膜、神经束膜、神经外膜神经内膜、神经束膜、神经外膜 二、周围神经损伤的再生机制二、周围神经损伤的再生机制 神经受损后再生的条件：神经受损后再生的条件：神经的细胞体必须得到保护，防止不可逆损伤神经的细胞体必须得到保护，防止不可逆损伤的发生，并维持可生长的状态；的发生，并维持可生长的状态；再生的神经元突起能受到刺激而延伸，并通过再生的神经元突起能受到刺激而延伸，并通过引导作用穿越损伤部位；引导作用穿越损伤部位；轴突