解决异种肺动脉带瓣管道生物力学特性和组织免疫原性矛盾体的新理念

Pulmonary valved conduit is one of the requisites in cardiac surgery,but there has not been ideal product up to now. It is possible to be made true with development of tissue engineering. The contradiction in the study has not so far been solved: maintaining normal biomechanical properties of the heterogeneous valved conduits and tissue immunogenicity inducing acute and chronic rejection. This is the main reason of tissue breakdown, calcification and decay of conduits. To solve the above problem, the authors firstly proposed a "chimeric tissue remodeling hypothesis" based on previous work. In order to confirm the hypothesis,we develop chimeric porcine pulmonary artery conduit. Methods: The pigs (donor) pulmonary valved conduit wall and valve to be de-cells and de- matrix completely at the same time, and then forming a "pure"fibrin scaffold, renewing the matrix of the scaffold through filling gelatin and cross-linking treatment to form gelatin and fibrin chimera；Xenogeneic transplantation and the related basic research are employed in clarifying the mechanisms involved and confirming the long-term effects of the conduit.we predict the procedures may close fibrin antigen, improve the biomechanical characteristics of the scaffold, and benefit in "host"process of the coduit.The preliminary studies indicated that the conduit had anti-calcification strongly, growth potential, and excellent function.

肺动脉带瓣管道是心脏外科必需材料之一，但目前临床上没有理想的产品。组织工程学的发展为其研制提供了可能，但保持异种组织带瓣管道正常生物力学特性和降低组织抗原性引起的急慢性排异反应性之间的矛盾，至今未能得到有效解决，这对矛盾正是引起组织破裂、钙化的主要原因。为解决上述难题，作者在前期工作基础上首次提出"嵌合型组织重构假说"，拟通过研制嵌合型猪肺动脉带瓣管道来证实该假说的科学性。研究方法：对猪肺动脉带瓣管道壁和瓣膜进行彻底去细胞脱基质处理，制备出"纯净"纤维蛋白支架，在其孔隙内填充无抗原性的明胶，经交联处理后使明胶与纤维蛋白呈嵌合体状态，并通过异种移植及相关的基础研究，阐明其机制并证实管道的中远期效果。预计该方法能够封闭纤维蛋白的抗原性，提高支架的生物力学特性，有利于管道的再"宿主化"。前期研究结果预示该管道抗钙化力强，并具有生长潜能，功能优良。

研究背景：肺动脉带瓣管道是心脏外科必需材料之一，但目前临床上没有理想的产品。组织工程学的发展为其研制提供了可能，但保持异种组织带瓣管道正常生物力学特性和降低组织抗原性引起的急慢性排异反应性之间的矛盾，至今未能得到有效解决，这对矛盾正是引起组织破裂、钙化的主要原因。为解决上述难题，作者在前期工作基础上首次提出“嵌合型组织重构假说”，拟通过研制嵌合型猪肺动脉带瓣管道来证实该假说的科学性。. 研究方法：对猪肺动脉带瓣管道壁和瓣膜进行彻底去细胞脱基质处理，制备出“纯净”纤维蛋白支架，在其孔隙内填充无抗原性的明胶，经交联处理后使明胶与纤维蛋白呈嵌合体状态，并通过异种移植及相关的基础研究，阐明其机制并证实管道的中远期效果。. 预计该方法能够封闭纤维蛋白的抗原性，提高支架的生物力学特性，有利于管道的再“宿主化” 。前期研究结果预示该管道抗钙化力强，并具有生长潜能，功能优良。. 意义:本课题突破了组织工程瓣膜研究的固有模式，选择无免疫原性的物质包被去细胞脱基质的带瓣管道支架为切入点，采用羊肺动脉带瓣管道移植模型、免疫学、病理学、分子生物学等方法比较新鲜猪肺动脉带瓣管道和嵌合型肺动脉带瓣管道的生物力学性能、钙化情况和免疫功能指标，探讨在完好保持肺动脉带瓣管道支架生物力学性能的同时最大程度地降低组织免疫原性和钙化程度的新方法。