血管神經(jīng)組織工程第1頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)血管組織工程第2頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、血管的組織結(jié)構(gòu)(一)動(dòng)脈1、中動(dòng)脈管壁平滑肌豐富、管壁收縮性強(qiáng)，又稱肌性動(dòng)脈。①內(nèi)膜表面為內(nèi)皮，內(nèi)皮周圍有內(nèi)彈性膜。內(nèi)皮和內(nèi)彈性膜之間，有較薄的內(nèi)皮下層，含少量膠原纖維、彈性纖維和少許縱行平滑肌。中動(dòng)脈的內(nèi)彈性膜明顯，此為內(nèi)膜和中膜的分界。

第3頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②中膜較厚，主要由10～40層環(huán)行排列的平滑肌組成，平滑肌之間有一些彈性纖維和膠原纖維。動(dòng)脈中膜含有平滑肌細(xì)胞，這些平滑肌細(xì)胞具有產(chǎn)生結(jié)締組織纖維和基質(zhì)的能力。③外膜外膜的厚度與中膜相近，由較疏松的結(jié)締組織組成，含有膠原纖維和彈性纖維。在外膜與中膜交界處，有的中動(dòng)脈有較密集的彈性纖維，有的有一層較明顯的外彈性膜。第4頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、大動(dòng)脈管壁中有許多層彈性纖維，平滑肌較少，也稱為彈性動(dòng)脈。①內(nèi)膜內(nèi)皮外有較厚的內(nèi)皮下層，其中含膠原纖維、彈性纖維和一些平滑肌。內(nèi)皮下層之外為多層彈性膜，與中膜的彈性膜相連，故內(nèi)膜與中膜沒(méi)有清楚的分界。②中膜主要由多層彈性膜和一些平滑肌組成。成人有40～70層彈性膜，各層彈性膜由彈性纖維相連。③外膜較薄，致密的結(jié)締組織組成，沒(méi)有明顯的外彈性膜。外膜逐漸移行為周圍較疏松的結(jié)締組織。第6頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(三)動(dòng)脈血管內(nèi)皮的功能血管內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)成血管的光滑面，便于血液流動(dòng)。內(nèi)皮細(xì)胞能合成并向血液釋放多種有生物活性的物質(zhì)，如A、B血型抗原，Ⅷ因子，前列環(huán)素。正常時(shí)，抗凝物質(zhì)占優(yōu)勢(shì)，使血液保持液體狀態(tài)，血管受損時(shí)，凝血物質(zhì)增多，參與凝血。第7頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（二）靜脈常與相應(yīng)動(dòng)脈伴行。靜脈管壁薄而柔軟，彈性也較小。靜脈壁內(nèi)平滑肌和彈性組織不及動(dòng)脈豐富，結(jié)締組織成分較多。1．中靜脈內(nèi)膜薄，內(nèi)彈性膜不發(fā)達(dá)或不明顯。中膜比相伴行動(dòng)脈薄，平滑肌束分布稀疏。外膜一般比中膜厚，沒(méi)有外彈性膜，由結(jié)締組織組成，有的中靜脈外膜可有縱行平滑肌束。

第8頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．大靜脈管壁內(nèi)膜較薄，中膜很不發(fā)達(dá)，為幾層排列疏松的環(huán)行平滑肌，甚至沒(méi)有平滑肌。外膜則較厚，結(jié)締組織內(nèi)常有較多的縱行平滑肌束。3．靜脈瓣管徑2mm以上的靜脈常有瓣膜，防止血液逆流。瓣膜為兩個(gè)半月形薄片，彼此相對(duì)，根部與內(nèi)膜相連，其游離緣朝向血流方向，為含彈性纖維的結(jié)締組織。第9頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、血管移植的發(fā)展1、靜脈移植運(yùn)用自體靜脈作為動(dòng)脈搭橋的替代品。2、異種或同種異體血管移植易發(fā)生動(dòng)脈瘤和移植后感染。3、人工合成血管移植目前常用的人工血管有滌綸織物、膨脹性聚四氟乙烯（ePTFE）、聚乙烯對(duì)酞酸鹽（Dacron）制成的血管，適用于大直徑高血流速段血管移植，直徑5mm以下的低血流速段血管移植療效差，往往發(fā)生血栓栓塞。4、組織工程化血管第10頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、組織工程化血管（一）血液與植入材料之間的反應(yīng)1．蛋白吸附一旦血液通過(guò)移植物，血漿蛋白（白蛋白、纖維蛋白、免疫球蛋白IgG等）立即吸附于移植物血管壁。在移植物表面發(fā)生重新分布。

2．血小板沉積蛋白質(zhì)/血小板復(fù)合物沉積后血小板構(gòu)象發(fā)生改變并釋放顆粒，釋放出一系列生物活性物質(zhì)，這些物質(zhì)可激活其他血小板并增加凝血酶的產(chǎn)生；誘導(dǎo)調(diào)節(jié)平滑肌細(xì)胞漂移和增殖；控制單核細(xì)胞積聚到移植物上。第11頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞浸潤(rùn)趨化因子將中性粒細(xì)胞吸引到移植體上，被激活的中性粒細(xì)胞釋放出氧、自由基和各種酶，誘導(dǎo)基質(zhì)降解，控制整個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞分化的過(guò)程，控制移植血管的組織整合。4．內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的向內(nèi)生長(zhǎng)移植物僅有有限的內(nèi)皮細(xì)胞向內(nèi)生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)不超過(guò)吻合端l～2cm；吻合口區(qū)周圍可以發(fā)現(xiàn)受損傷或未融合的內(nèi)皮細(xì)胞，但生化性質(zhì)發(fā)生改變，可能啟動(dòng)血栓形成和平滑肌細(xì)胞生長(zhǎng)。平滑肌細(xì)胞增殖，產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)成分。這種平滑肌細(xì)胞過(guò)度增生的反應(yīng)通常被認(rèn)為是產(chǎn)生內(nèi)膜肥厚的主要原因。

第12頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（二）移植物的組成和構(gòu)建1、多孔性和通透性

組織向內(nèi)生長(zhǎng)的速度依賴于移植物的多孔性和通透性。通透性過(guò)小影響移植體內(nèi)皮化的速度，增加血栓形成；通透性過(guò)大，使周圍組織長(zhǎng)入過(guò)快而阻塞移植血管。2、血管壁順應(yīng)性在順應(yīng)性相對(duì)較好的動(dòng)脈和不可延展的移植物吻合口處是出現(xiàn)血流紊亂的部位；動(dòng)脈不同區(qū)域順應(yīng)性變異性太大——遠(yuǎn)端小腔隙動(dòng)脈順應(yīng)性小于較大的、較中心的動(dòng)脈。3、流動(dòng)面特性血液與移植體表面的相互作用，依賴于其表面的理化特性。如表面電荷、粗糙程度。第13頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(三)移植物的喪失和通暢率即刻喪失--機(jī)械原因置人體內(nèi)第1個(gè)月發(fā)生喪失--遠(yuǎn)端高阻力發(fā)生血栓所致。置入后6個(gè)月到3年發(fā)生喪失--吻合口假性內(nèi)膜過(guò)度增生?？梢酝ㄟ^(guò)預(yù)先處置移植物的構(gòu)建、組成和／或通過(guò)誘導(dǎo)改變血液和組織對(duì)植入移植物反應(yīng)等干預(yù)措施來(lái)消除這些障礙。第14頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、生物雜交移植物(一)表面改性1、中性多聚體外衣：中性碳衣、硅衣2、蛋白涂層：明膠、膠原3、抗生素浸漬移植物：頭孢菌素、利福平4、抗凝劑的附著：尿激酶（二）內(nèi)皮化移植物1、內(nèi)皮細(xì)胞種植－外源性內(nèi)皮細(xì)胞的應(yīng)用問(wèn)題：細(xì)胞的密度；細(xì)胞的黏附和駐留解決：含氮血漿處理移植體；延長(zhǎng)孵育時(shí)間；選擇利于細(xì)胞吸附的材料2、刺激內(nèi)源性內(nèi)皮細(xì)胞再表面化：FGF第15頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）生物可吸收材料血管移植物的應(yīng)用：不余留可能殘余細(xì)菌孳生的材料、降低感染不余留長(zhǎng)期異物炎癥反應(yīng)的材料；減少內(nèi)膜過(guò)度增厚、減少血管阻塞建立完整、有效、有力的組織結(jié)構(gòu)：

1、可吸收材料中混合使用非可吸收材料

2、使用兩種或兩種以上的不同組織降解率的可吸收材料

3、應(yīng)用生長(zhǎng)和趨化因子，加強(qiáng)組織向內(nèi)生長(zhǎng)，加強(qiáng)加快細(xì)胞整合到移植體上第16頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、血管組織工程：（一）體外血管組織工程：周期長(zhǎng)膠原支架—內(nèi)皮細(xì)胞－平滑肌細(xì)胞－成纖維細(xì)胞

（二）體內(nèi)血管組織工程：

1、無(wú)細(xì)胞管狀基質(zhì)+bFGF2、小腸黏膜下層（SIS）血管替代品

3、小腸膠原層（ICL）血管替代品第17頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第八節(jié)神經(jīng)組織工程第18頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、周圍神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維是由神經(jīng)元的軸突和包繞軸突的鞘膜所組成。鞘膜主要由雪旺細(xì)胞組成。軸突是神經(jīng)元上最長(zhǎng)的突起。軸突內(nèi)含有神經(jīng)微絲、神經(jīng)微管、線粒體、粗面和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。2、神經(jīng)纖維的分類3、結(jié)締組織膜神經(jīng)內(nèi)膜、神經(jīng)束膜、神經(jīng)外膜第19頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第20頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第21頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、周圍神經(jīng)損傷的再生機(jī)制神經(jīng)受損后再生的條件：①神經(jīng)的細(xì)胞體必須得到保護(hù)，防止不可逆損傷的發(fā)生，并維持可生長(zhǎng)的狀態(tài)；②再生的神經(jīng)元突起能受到刺激而延伸，并通過(guò)引導(dǎo)作用穿越損傷部位；③軸突前端的生長(zhǎng)錐能夠?qū)ふ液妥R(shí)別到相應(yīng)的靶器官，建立起新的有功能的突觸。第22頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）周圍神經(jīng)損傷后的病理生理改變：遠(yuǎn)側(cè)斷端：Wallerian變性。軸突降解，髓鞘潰變、裂解，巨噬細(xì)胞吞噬潰變髓鞘，雪旺細(xì)胞分裂、增殖近側(cè)斷端：軸漿運(yùn)輸繼續(xù)進(jìn)行，近端腫脹和回縮，軸膜封閉斷端，更多細(xì)胞器聚集形成回縮球神經(jīng)元：（軸突反應(yīng)：神經(jīng)元胞體腫脹，尼氏體融解或消失，神經(jīng)元死亡。）反應(yīng)程度與受損軸突的部位與胞體之間的距離和損傷程度相關(guān)。第23頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）神經(jīng)纖維的再生：1、終末再生損傷近斷端軸突回縮，逐漸腫脹。幾天后開(kāi)始活躍增長(zhǎng)出現(xiàn)生長(zhǎng)椎。生長(zhǎng)椎發(fā)出細(xì)小軸絲，在各個(gè)方向向外生長(zhǎng)。損傷遠(yuǎn)斷端wallerian變性，軸突降解，髓鞘崩潰，雪旺細(xì)胞增殖（正常4－17倍），形成Bungner帶。

Bungner帶：雪旺細(xì)胞沿基底膜縱向排列，相互結(jié)合－有序的、柱狀排列結(jié)構(gòu)第24頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、側(cè)支再生：鄰近未損傷軸突受雪旺細(xì)胞分泌因子及相應(yīng)微環(huán)境誘導(dǎo)，生長(zhǎng)出新的軸突側(cè)支新芽伸入Bungner帶生長(zhǎng)延伸到達(dá)效應(yīng)器官第25頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）神經(jīng)元的保護(hù)與神經(jīng)再生：神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（NGF、bFGF）

ECM成分（層粘連蛋白LN）、雪旺細(xì)胞

NGF：促神經(jīng)細(xì)胞存活率增高促神經(jīng)細(xì)胞伸出的突起延伸體外培養(yǎng)的神經(jīng)元，誘導(dǎo)突起向NGF濃度高的地方生長(zhǎng)，決定神經(jīng)纖維生長(zhǎng)方向——趨化性第26頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、雪旺細(xì)胞在神經(jīng)再生中的作用1、雪旺細(xì)胞對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)作用：分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和ECM2、神經(jīng)損傷后雪旺細(xì)胞的變化：潰變軸突、髓鞘刺激雪旺細(xì)胞分裂、增殖形成Bungner帶再生軸突刺激雪旺細(xì)胞分裂、增殖第27頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、雪旺細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)作用：分泌NGF、FGF等多種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子

4、雪旺細(xì)胞分泌的細(xì)胞外基質(zhì):LN、FN、I和IV型膠原、硫酸肝素蛋白5、雪旺細(xì)胞分泌的細(xì)胞粘附分子,調(diào)節(jié)和誘導(dǎo)軸突生長(zhǎng)細(xì)胞間粘附分子、血管細(xì)胞粘附分子、髓鞘相關(guān)糖蛋白、周圍髓鞘蛋白第28頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、神經(jīng)損傷的修復(fù)：（一）直接縫合：外膜縫合、束膜縫合不能直接縫合：神經(jīng)回縮、神經(jīng)缺損、直接縫合后存在張力（二）自體神經(jīng)移植：皮神經(jīng)：有足夠的長(zhǎng)度和外徑解剖部位恒定且表淺易于尋找切取后供區(qū)感覺(jué)障礙較少缺損多少、受區(qū)組織條件影響移植效果

第29頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）同種異體神經(jīng)移植：缺損過(guò)長(zhǎng)或粗大神經(jīng)缺損液氮低溫冷凍降低抗原性（四）自身非神經(jīng)材料：動(dòng)脈、靜脈、筋膜、骨骼肌（五）人工合成材料：硅膠管、PGA、膠原、PLA第30頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月周圍神經(jīng)理想的修復(fù)材料應(yīng)具備以下條件：①能通過(guò)正常的生理途徑被完全降解吸收，以免在神經(jīng)生成后對(duì)其形成壓迫和影響物質(zhì)交換。②吸收速度和神經(jīng)纖維再生速度相一致，能為軸突再生提供一個(gè)支持而通過(guò)缺損部位。③能誘導(dǎo)和促進(jìn)軸突生長(zhǎng)。④無(wú)毒性、無(wú)抗原性和無(wú)致腫瘤性。⑤良好的物理性能，在神經(jīng)生長(zhǎng)時(shí)提供支持，避免壓迫神經(jīng)。⑥具有良好的滲透性，利于物質(zhì)交換。⑦易于加工制作成適合不同神經(jīng)缺損要求的形狀和長(zhǎng)度的材料。第31頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、組織工程方法修復(fù)神經(jīng)損傷（一）導(dǎo)管和支架的研究：

1、操作簡(jiǎn)單；2、無(wú)張力或張力小

3、防止瘢痕生成；4、對(duì)軸突生長(zhǎng)起導(dǎo)向作用

5、使內(nèi)源性神經(jīng)活性物質(zhì)聚集，同時(shí)排除外源性抑制分子聚乙烯、丙烯酸共聚物、膠原、硅膠管層粘連蛋白和黏多糖第32頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）細(xì)胞外基質(zhì)的應(yīng)用：

ECM類似物：細(xì)胞－細(xì)胞間的連接；細(xì)胞分化的導(dǎo)向作用分子量小的、可溶性的、生物活性成分第33頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）種子細(xì)胞與移植雪旺細(xì)胞培養(yǎng)：

1）植塊反復(fù)接種法：種植塊必須緊貼到培養(yǎng)器上，不能懸浮可獲得大量純凈的雪旺細(xì)胞而不用細(xì)胞毒性藥物周期長(zhǎng)

2）酶消化法：

0.25%胰蛋白酶＋0.03%膠原酶分次消化第34頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月培養(yǎng)：20％小牛血清DMEM——24h加入阿糖胞苷

——24h換為正常培養(yǎng)液——24h加入阿糖胞苷

——24h改為正常培養(yǎng)液操作簡(jiǎn)單，周期短；應(yīng)用細(xì)胞毒性藥物，雪旺細(xì)胞純度稍低3、差速貼壁法：預(yù)涂多聚賴氨酸，30－60分鐘