内皮细胞种植于不同材料和构型的人工血管的实验研究
作者：吴继东 汪忠镐 李光弟 杜 玮
单位：100032北京邮电医院血管外科研究所
关键词：
中华医学杂志931122 将血管内皮细胞植于人工血管腔面，使其早期快速内皮化，可明显改进静脉代用品的性能。我们观察了不同人工血管的材料和构型对内皮细胞种植技术的影响，试图筛选适于内皮细胞种植的静脉代用品。
一、材料及方法
1.实验材料和设计：本地雄性杂种犬42只，随机分成6组，每组以4只接受微血管内皮细胞(MEC)种植，3只作为对照。每组各选用一种人工血管，分别为：真丝人工血管(上海)，编织绦纶人工血管(苏州)，聚四氟乙烯人工血管(上海)，针织绦纶人工血管(VP1200型和Gelsoft型)，针织双绒毛型绦纶人工血管(Meadox)。
, http://www.100md.com
2.MEC的获取和种植：取实验犬大网膜组织约10克，制成所需内皮细胞。取2ml自体血浆制成MEC悬液。除PTFE型和Gelsoft型外，所有人工血管均先用复钙血浆做外预凝。再将MEC悬液复钙后使之均匀凝附在实验组人工血管内腔面，而对照组仅以自体血浆进行内预凝。
3.移植人工血管和取材：以5cm长人工血管做犬肾下下腔静脉的间置移植，并同时建立犬一侧下肢的股动静脉瘘(1cm)。所有静脉移植物均于术后10天取材。
二、结果
1.内皮细胞的获取情况：获取的内皮细胞数量为(1.7±0.4)×106个/g网膜组织。人工血管内铺植内皮细胞的平均密度为(15.8±2.7)×105个/cm2。获取的内皮细胞经苔盼蓝染色和免疫荧光证明95%以上具有活性。
2.移植血管的大体标本所见：真丝人工血管种植组2根、对照组1根通畅，余闭塞。通畅的人工血管内膜不完整，表面粗糙，无光滑内膜。编织型绦纶人工血管种植组的4例通畅血管中，有3例可见腔面散在光滑的新内膜；对照组1例闭塞，余2例腔面仅见附壁血栓。针织型绦纶人工VP1200K，Gelsoft和Meadox移值血管均通畅，种植组血管腔面薄而光滑，呈白色半透明状；而对照组人工血管虽均通畅，但内膜粗糙无光，伴有散在附壁血栓。PTFE人工血管种植组1例因吻合口狭窄致血栓性闭塞，3例通畅者的新内膜薄而光滑；对照组血管通畅，但新生内膜粗糙。
, 百拇医药
3.完全内皮化人工血管的新内膜厚度：PTFE种植组与对照组的新内膜厚度、各型针织绦纶种植组和对照组新内膜厚度差异均有非常显著意义，(均P<0.01)。不同的针织绦纶血管的新内膜厚度差异无显著意义。
4.扫描电镜和透射电镜检查：扫描电镜下见内皮细胞种植的各型针织绦纶人工血管腔面已完全内皮化，内皮细胞呈长梭形，排列整齐，其长轴与血流方向一致(图1)。种植组3例通畅的PTFE人工血管腔面亦已完全内皮化，唯细胞形态似较幼稚(图2)。真丝人工血管和各种对照人工血管腔面无内皮细胞层存在，而由一层血小板、纤维素、红细胞等组成的血栓组织覆盖(图3)。透射电镜下见内皮化腔面的内皮细胞排列成单层，细胞间紧密连接，胞浆向两侧伸展，内有吞饮囊泡(图4)。
图1 针织绦纶种植人工血管(术后10天扫描电镜),可见腔面内皮细胞呈长梭形排列,其长轴与血流方向一致 ×(10000)
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图2 PTFE种植组扫描电镜(术后10天),腔面完全内皮化、内皮细胞形态较绦纶组细长稚 ×(500)
图3 对照组人工血管扫描电镜(术后10天),腔面无内皮细胞层覆盖,仅可见由大量红细胞、白细胞和血小板组成的血栓组织 ×(1000)
图4 透射电镜见针织绦纶种植组腔面有单层内皮细胞覆盖
三、讨论
随着内皮细胞功能的快速恢复，人工血管抗血检能力和内皮层抑制内膜下层组织增生的作用得以尽快发挥。在形成移植血管内皮化之前的短期中，如使用抗凝疗法，便可维持移植血管的早期通畅，并为进一步提高其远期通畅率奠定良好的基础。此乃人工血管早期内皮化的优越性。
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真丝血管有着质地软、弹性差、组织亲和力弱和亲水性等特点。质软而少弹性使之易受外周组织压迫，因而管壁易变形扭曲，组织亲和力弱使其对细胞的粘附力减低，因而极易造成移植血管内种植细胞的丢失，由于丝织移植物的亲水性使植于机体后吸收水分，管壁变得更加柔软。以上所述可能是内皮细胞高密度种植技术也不适于真丝静脉移植物的原因。
绦纶人工血管当其孔度在1400～1600ml.min-1/cm2状态时最适于内皮细胞种植。国产绦纶血管属于编织纤维型，孔度为73～92ml*min-1/cm2,远较上述标准为低，且管壁的弹性较进口针织绦纶血管差。进口绦纶血管属于针织纤维型，孔度分别为1350和1400ml*min-1/cm2，管壁弹性良好，可以使针织绦纶血管经内皮细胞种植实现完全内皮化。我们推断：两种绦纶人工血管在物理性能上的差异，是造成不同结果的重要原因之一。
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用明胶浸渍后的针织绦纶人工血管(Gelsoft)虽孔度为零，但管壁的明胶被完全吸收后，其孔度仍可恢复为1350ml*min-1/cm2。管壁上的明胶物质在植入体内后逐渐递减，至植入7天后被酶解或9天后被水解而完全消失〔Ann Vasc Surg 1987,6∶542〕。本实验以内皮细胞种植于明胶浸渍的针织绦纶血管后所获结果同采用自体血浆预凝的针织绦纶血管相同，二者均实现了早期内皮化。
聚四氟乙烯(PTFE)人工血管则又具自身独特的结构与性能，我们认为种植内皮细胞的PTFE血管移植后内膜薄可能与此有关，同时新内皮形成越早则新内膜越薄，而新内膜主要来自管周组织对人工血管的渗透。
总之，通过本研究，证明了自体内皮细胞高密度种植于由绦纶和PTFE材料组成的针织或膨体构型的人工血管上，可在植入体内10天时实现腔面的完全内皮化。Meadox、VP1200型针织绦纶移植物具有类似的孔度，经内皮细胞种植得到极为相似的良好的结果。内皮细胞种植不受预先胶原浸渍工艺的影响，提示Gelsoft同样适于内皮细胞种植。
(收稿：1993-02-11 修回：1993-08-18), 百拇医药
单位：100032北京邮电医院血管外科研究所
关键词：
中华医学杂志931122 将血管内皮细胞植于人工血管腔面，使其早期快速内皮化，可明显改进静脉代用品的性能。我们观察了不同人工血管的材料和构型对内皮细胞种植技术的影响，试图筛选适于内皮细胞种植的静脉代用品。
一、材料及方法
1.实验材料和设计：本地雄性杂种犬42只，随机分成6组，每组以4只接受微血管内皮细胞(MEC)种植，3只作为对照。每组各选用一种人工血管，分别为：真丝人工血管(上海)，编织绦纶人工血管(苏州)，聚四氟乙烯人工血管(上海)，针织绦纶人工血管(VP1200型和Gelsoft型)，针织双绒毛型绦纶人工血管(Meadox)。
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2.MEC的获取和种植：取实验犬大网膜组织约10克，制成所需内皮细胞。取2ml自体血浆制成MEC悬液。除PTFE型和Gelsoft型外，所有人工血管均先用复钙血浆做外预凝。再将MEC悬液复钙后使之均匀凝附在实验组人工血管内腔面，而对照组仅以自体血浆进行内预凝。
3.移植人工血管和取材：以5cm长人工血管做犬肾下下腔静脉的间置移植，并同时建立犬一侧下肢的股动静脉瘘(1cm)。所有静脉移植物均于术后10天取材。
二、结果
1.内皮细胞的获取情况：获取的内皮细胞数量为(1.7±0.4)×106个/g网膜组织。人工血管内铺植内皮细胞的平均密度为(15.8±2.7)×105个/cm2。获取的内皮细胞经苔盼蓝染色和免疫荧光证明95%以上具有活性。
2.移植血管的大体标本所见：真丝人工血管种植组2根、对照组1根通畅，余闭塞。通畅的人工血管内膜不完整，表面粗糙，无光滑内膜。编织型绦纶人工血管种植组的4例通畅血管中，有3例可见腔面散在光滑的新内膜；对照组1例闭塞，余2例腔面仅见附壁血栓。针织型绦纶人工VP1200K，Gelsoft和Meadox移值血管均通畅，种植组血管腔面薄而光滑，呈白色半透明状；而对照组人工血管虽均通畅，但内膜粗糙无光，伴有散在附壁血栓。PTFE人工血管种植组1例因吻合口狭窄致血栓性闭塞，3例通畅者的新内膜薄而光滑；对照组血管通畅，但新生内膜粗糙。
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3.完全内皮化人工血管的新内膜厚度：PTFE种植组与对照组的新内膜厚度、各型针织绦纶种植组和对照组新内膜厚度差异均有非常显著意义，(均P<0.01)。不同的针织绦纶血管的新内膜厚度差异无显著意义。
4.扫描电镜和透射电镜检查：扫描电镜下见内皮细胞种植的各型针织绦纶人工血管腔面已完全内皮化，内皮细胞呈长梭形，排列整齐，其长轴与血流方向一致(图1)。种植组3例通畅的PTFE人工血管腔面亦已完全内皮化，唯细胞形态似较幼稚(图2)。真丝人工血管和各种对照人工血管腔面无内皮细胞层存在，而由一层血小板、纤维素、红细胞等组成的血栓组织覆盖(图3)。透射电镜下见内皮化腔面的内皮细胞排列成单层，细胞间紧密连接，胞浆向两侧伸展，内有吞饮囊泡(图4)。
图1 针织绦纶种植人工血管(术后10天扫描电镜),可见腔面内皮细胞呈长梭形排列,其长轴与血流方向一致 ×(10000)
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图2 PTFE种植组扫描电镜(术后10天),腔面完全内皮化、内皮细胞形态较绦纶组细长稚 ×(500)
图3 对照组人工血管扫描电镜(术后10天),腔面无内皮细胞层覆盖,仅可见由大量红细胞、白细胞和血小板组成的血栓组织 ×(1000)
图4 透射电镜见针织绦纶种植组腔面有单层内皮细胞覆盖
三、讨论
随着内皮细胞功能的快速恢复，人工血管抗血检能力和内皮层抑制内膜下层组织增生的作用得以尽快发挥。在形成移植血管内皮化之前的短期中，如使用抗凝疗法，便可维持移植血管的早期通畅，并为进一步提高其远期通畅率奠定良好的基础。此乃人工血管早期内皮化的优越性。
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真丝血管有着质地软、弹性差、组织亲和力弱和亲水性等特点。质软而少弹性使之易受外周组织压迫，因而管壁易变形扭曲，组织亲和力弱使其对细胞的粘附力减低，因而极易造成移植血管内种植细胞的丢失，由于丝织移植物的亲水性使植于机体后吸收水分，管壁变得更加柔软。以上所述可能是内皮细胞高密度种植技术也不适于真丝静脉移植物的原因。
绦纶人工血管当其孔度在1400～1600ml.min-1/cm2状态时最适于内皮细胞种植。国产绦纶血管属于编织纤维型，孔度为73～92ml*min-1/cm2,远较上述标准为低，且管壁的弹性较进口针织绦纶血管差。进口绦纶血管属于针织纤维型，孔度分别为1350和1400ml*min-1/cm2，管壁弹性良好，可以使针织绦纶血管经内皮细胞种植实现完全内皮化。我们推断：两种绦纶人工血管在物理性能上的差异，是造成不同结果的重要原因之一。
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用明胶浸渍后的针织绦纶人工血管(Gelsoft)虽孔度为零，但管壁的明胶被完全吸收后，其孔度仍可恢复为1350ml*min-1/cm2。管壁上的明胶物质在植入体内后逐渐递减，至植入7天后被酶解或9天后被水解而完全消失〔Ann Vasc Surg 1987,6∶542〕。本实验以内皮细胞种植于明胶浸渍的针织绦纶血管后所获结果同采用自体血浆预凝的针织绦纶血管相同，二者均实现了早期内皮化。
聚四氟乙烯(PTFE)人工血管则又具自身独特的结构与性能，我们认为种植内皮细胞的PTFE血管移植后内膜薄可能与此有关，同时新内皮形成越早则新内膜越薄，而新内膜主要来自管周组织对人工血管的渗透。
总之，通过本研究，证明了自体内皮细胞高密度种植于由绦纶和PTFE材料组成的针织或膨体构型的人工血管上，可在植入体内10天时实现腔面的完全内皮化。Meadox、VP1200型针织绦纶移植物具有类似的孔度，经内皮细胞种植得到极为相似的良好的结果。内皮细胞种植不受预先胶原浸渍工艺的影响，提示Gelsoft同样适于内皮细胞种植。
(收稿：1993-02-11 修回：1993-08-18), 百拇医药