管状组织工程材料重建兔尿道缺损研究

王海江陈启富高焱章李红春夏照华

（广东医学院附属医院<深圳市第三人民医院外科>广东深圳518112）

【中图分类号】R318.08【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2012）32-0033-02

【摘要】目的探讨胎儿脐静脉脱细胞基质作为尿道缺损修补替代材料的可行性。方法选择24只雄性白兔，随机分为实验组（n=18）和对照组（n=6）。实验组切除尿道2.0cm后用人脐静脉细胞外基质修复，对照组离断长2.0cm的尿道后直接缝合两断端，术后行组织学和膀胱尿道造影评价尿道修复情况及功能。结果实验组中有1只出现尿瘘，对照组4只出现尿瘘，2只排尿困难。术后16周实验组尿道膀胱造影实验组见尿道完整、光滑，无尿液外渗、尿道憩室等形成。对照组尿道缺损处管腔变窄，无法注入造影剂。术后2周实验组移植段尿道有上皮细胞生长，8周时移植段出现不规则紊乱的平滑肌细胞生长，无炎性细胞；16周后，新尿道上皮下方为正常的尿道海绵体组织，无明显的炎性细胞浸润。结论胎儿脐静脉脱细胞基质是一种较为理想的管状尿道修补替代材料。

【关键词】尿道缺损尿道重建组织工程脱细胞脐静脉

尿道狭窄、先天性畸形、尿道缺损等疾病大多需要手术治疗，由于缺乏理想的修复重建材料，或材料使用不当等，术后尿瘘、尿道狭窄并发症发生率较高，术后效果不理想。随着组织工程学的发展，为尿道缺损修复重建提供了新的途径，许多学者将小肠粘膜下层细胞外基质，膀胱粘膜下层细胞外基质，血管、尿道等脱细胞基质用于尿道重建，对于片状尿道缺损修补，取得一定效果，但将材料卷成管状修补尿道缺损，术后并发症高。我们在前人组织工程化尿道已有研究的基础上，选用脱细胞胎儿脐静脉基质，进行兔尿道缺损管状替代修复研究，取得较好的效果，报告如下。

材料与方法

一、实验动物：新西兰雄性白兔24只，体重3.0～3.5kg，由深圳市临床医学研究中心动物实验中心提供，标准兔饲料喂养。

二、胎儿脐静脉脱细胞基质的制备：经产妇同意后自深圳市第三人民医院产科获得胎儿脐带标本。分离取出脐静脉切成2.0cm的小段，放入磷酸盐缓冲液和叠氮钠的混合溶液中浸泡振荡24h，继之置于乙二胺四乙酸和胰蛋白酶的混合溶液中5h，戊二醛液对组织进行交联保护，浓氯化钠、DNA酶溶液脱细胞处理，用大量三蒸水冲洗后，取材进行组织学检查，确定脐静脉脱细胞完全后放在PBS溶液中，4℃冰箱内保存备用。

三、实验方法：实验兔随机分为两组，实验组18只，对照组6只。氯氨酮全麻成功后仰卧位，庆大霉素盐水冲洗膀胱，兔阴茎体与肛门之间行会阴部正中纵切口，切开游离尿道海绵体。实验组距尿道外口1cm处向近端切除尿道2.0cm，6-0可吸收线连续缝合脐静脱细胞基质分别与尿道远近端吻合，尿道内留置F8多孔硅胶尿管，导尿管与龟头固定，术后10天拔除尿管。对照组距尿道外口1.0cm处离断长2.0cm的尿道，6-0可吸收线分别直接缝合两断端，丝线标记并留置尿管。

四、术后处理：术后正常喂养，应用抗生素3天，术后2周、8周、16周分别处死实验组6只和对照组2只动物，将尿道纵行剖开行大体观察，取尿道组织行HE染色和Masson-trichrome染色，观察尿道组织各层次的再生情况。术后16周处死动物前，各组分别行尿道膀胱造影检查。

结果

实验组中有1只出现刀口感染并发尿瘘，对照组4只出现尿瘘，2只排尿困难，尿呈滴淋状。术后16周尿道膀胱造影实验组见尿道完整、光滑，无尿液外渗、尿道憩室等形成（图1-a）。对照组尿道缺损处管腔变窄，近端尿道扩张、尿道瘘，无法注入造影剂（图1-b）。术后2周实验组移植段尿道有上皮细胞生长，伴有炎性细胞浸润（图2-a）；8周时尿道已被上皮细胞完全覆盖，有不规则紊乱的平滑肌细胞生长，无炎性细胞出现（图2-b）；16周新尿道上皮下方为正常的尿道海绵体组织，无明显的炎性细胞浸润（图2-c）。

讨论

尿道先天畸形、肿瘤疾病、损伤、医源性因素都可能导致复杂的尿道问题，和其他的管状器官一样，尿道重建后容易出现瘘、尿道狭窄、缺血坏死、感染结石等并发症，降低手术成功率。同时目前多采用自体组织重建尿道，给患者造成新的创伤，增加并发症的发生率。近年来随着组织工程学的发展，应用组织工程材料也许能够减少术后并发症，并解决尿道修复材料来源不足的难题。

组织工程材料主要有人工合成可降解材料、生物衍生材料和脱细胞基质三种。脱细胞基质是通过特殊的方法去除原组织中的细胞成分，保留原组织三维支架结构和生物活性因子，能诱导细胞生长分化，有很好的组织亲和性、相容性[1]，与前两种材料相比，脱细胞基质有明显的优越性。目前应用于尿道修复的支架材料主要有尿道细胞外基质、血管细胞外基质、小肠粘膜下层细胞外基质等，已经在动物实验和临床上取得一定成果。谢伟等[2]用脱细胞羊膜基质修复兔尿道缺损，术后4个月尿道通畅无狭窄，组织学显示上皮细胞及平滑肌细胞生长良好。黄广林等[3]应用同种异体脱细胞动脉基质修复犬4cm长尿道缺损，术后6个月尿道管腔通畅，吻合口无狭窄，组织学显示上皮细胞生长与正常尿道组织无明显差异。Fiala等[4]研究应用猪的小肠粘膜下层脱细胞基质补片修复50例前尿道狭窄患者，结果与皮瓣和粘膜补片效果相当。Kassaby等[5]研究用膀胱脱细胞基质重建患者尿道，术后4个月膀胱镜、尿道造影显示与正常人无差别，尿道组织检查发现有尿路上皮形成。

人脐静脉及细胞外基质作为泌尿道重建材料研究文献已有报道。Klippe[6]等用胎儿脐静脉对17例患者进行了部分或全部输尿管置换术。术后随访，除1例失败外，其他均恢复基本良好。10年后组织学检查移植段尿道均被尿路上皮细胞爬行替代，与正常尿路组织相比无显著性差异。包全凯[7]应用胎儿脐静脉制备人脐静脉脱细胞基质并种植兔尿道粘膜上皮细胞后进行培养，发现种子细胞能够沿支架表面生长、黏附，但没有进一步做动物实验研究。

我们选用胎儿脐静脉，通过脱细胞处理使其几乎无抗原性，然后用来修补替代兔尿道管状缺损，与其他尿道替代材料相比，胎儿脱细胞脐静脉基质具有以下优点：1、天然管状支架材料,与尿道形态结构相近；2、重建尿道时不需要再缝制成管状，仅需行端端吻合即可,手术操作简单；3、取自人体，组织来源丰富，获取及制备方法简便，并且应用临床可以避免异种组织移植所带来的风险。我们的实验表明，胎儿脐静脉脱细胞基质修复兔尿道缺损后减少了尿道重建术后并发症的发生率，支架材料能完全降解，无排异反应发生，其生物相容性好，能诱导细胞浸润，刺激血管生成和宿主细胞生长分化。术后16周，新尿道接近正常尿道，尿道粘膜下方有尿道海绵体组织，尿道造影移植尿道管腔光滑，无尿道狭窄发生。实验表明胎儿脐静脉脱细胞基质有望成为理想的尿道替代材料，相信组织工程学将在泌尿系统组织与器官修复重建中发挥愈来愈重要的作用。

图1术后16周尿道造影a：实验组b：对照组

图2术后组织学观察（HE染色×400）

a：术后2周b：术后4周c：术后16周

参考文献

[1]ShinokaT,Shum-TimD,MaPX,etal.Creationofviablepul-monaryarteryautograftsthroughtissueengineering.JThoracCardiovascSurg,1998,115(3):536-545.

[2]谢伟,李盛宽,邓耀良,等.脱细胞羊膜修复兔尿道组织缺损的可行性[J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(53):10469-10472.

[3]黄广林,满立波,李贵忠,等.组织工程管状材料修复长段尿道缺损的实验研究[J].北京医学,2009,31(1):4-6

[4]FialaR,VidlarA,VrtalR,etal..Porcinesmallintestinalsubmucosagraftforrepairofanteriorurethralstrictures.EuropeanUrology.2007;51(6):1702-1708.

[5]KassabyEA,YooJJ,RetikAB,etal.Anovelinertcollagenmatrixforurethralstricturerepair[J].JUrol,2000,163(Suppl4):70-71.

[6]KliPPel，K.F.Jurineie-Winkler，C.Hohenfellner，R.UmbilicalveinasureteralRePlacement，alongtermstudy.BritishJournalofUrology-SuPPlement.80SuPPlement2:302，SePtember1997

[7]包全凯，人脐静脉构建组织工程尿道的初步研究[D];第四军医大学;2005.