仿生型复合式人工胸壁的设计、制备与实验研究

广泛胸壁切除及胸部创伤所造成的大块胸壁缺损时应行胸壁重建术，以恢复胸廓的坚固性和稳定性，减少因胸壁软化和反常呼吸造成的呼吸、循环紊乱。传统胸壁重建材料的种种不足使其在体内无法达到理想的解剖重建。本课题在前期可降解聚对二氧环己酮（PDO）网人工胸壁重建犬大面积胸壁缺损的基础上，进一步改进设计带管道结构的双层PDO网，应用组织工程技术构建骨髓基质干细胞(BMSCs)/人工肋骨复合物，制备PDO网＋BMSCs/人工肋骨复合式人工胸壁，构建犬仿生型复合式人工胸壁原位重建胸壁动物模型，通过PDO网的桥梁和定向作用、组织工程化肋骨的融合成骨以及诱导胸壁软组织的再生，探讨仿生型复合式人工胸壁对恢复胸壁结构和功能的影响。本研究期望克服以往胸壁重建材料难以与组织融合、存在免疫排斥反应和没有生物活性等难题，达到理想的解剖和生理重建，为胸壁重建开拓一个新的领域。

1.本研究在前期的研究工作基础上，继续采用PDO单丝作为补片的原材料，其单丝直径为0.18cm，将其利用穿综方法编织出了带有双管道结构的PDO补片，其大小为8cm×5.5cm，管径为1.25cm，两管道间间隔1cm，孔径大小为250um×250um，补片能够进行任意裁剪。其管道结构就相当于肋骨的部位，用于固定组织工程肋骨的支架，而间隔的部位就相当于肋间隙的部位，用于纤维结缔组织爬伸的支架。.2.筛选了脱钙骨，CPC，PLGA/HA三种组织工程界应用较多的材料作为组织工程肋骨的候选支架，利用生物学评价，包括急性全身毒性实验，热源实验，溶血实验等证明其无毒安全。通过体内降解实验和结构测试分析了三种待试材料的降解速率、孔径、孔隙率和HA 含量，最终选择了具有良好力学强度、高HA含量、孔径较多的脱钙骨作为组织工程肋骨支架。.3.制备出了单根肋骨长段骨缺损的动物模型，然后利用复合有向成骨细胞诱导分化的骨髓基质干细胞的两段脱钙骨支架修复肋骨的长段骨缺损，其固定方式采用可降解的PDO管道，通过大体标本、影像学检查和组织学检查证明这种分段融合定向成骨修复长段骨缺损的方式可行，支架与支架间以及支架与原肋骨间均为骨性连接。.4.在前面实验的基础上，我们制备出了大面积胸壁缺损动物模型，包括相邻两根肋骨和三个肋间隙的组织，并利用仿生型的带管道PDO补片结合分段融合定向成骨方法修复大面积胸壁缺损，结果表明，我们所重建的胸壁与原胸壁弧度一致，其能进行解剖和功能的双重重建。就软组织重建而言，PDO补片至24周时完全降解，由纤维结缔组织所替代，其厚度与正常肋间隙几乎一样，而就肋骨重建而言，在实验组中，均为骨性连接和新生骨，相反在其它两个组为纤维组织。我们利用此仿生型复合式人工胸壁成功重建了胸壁大面积缺损