组织工程化组织的临床应用技术第七节血管组织工程一、血管的组织结构(一)动脉1、中动脉管壁平滑肌丰富、管壁收缩性强，又称肌性动脉。①内膜表面为内皮，内皮周围有内弹性膜。内皮和内弹性膜之间，有较薄的内皮下层，含少量胶原纤维、弹性纤维和少许纵行平滑肌。中动脉的内弹性膜明显，此为内膜和中膜的分界。②中膜较厚，主要由10～40层环行排列的平滑肌组成，平滑肌之间有一些弹性纤维和胶原纤维。动脉中膜含有平滑肌细胞，这些平滑肌细胞具有产生结缔组织纤维和基质的能力。③外膜外膜的厚度与中膜相近，由较疏松的结缔组织组成，含有胶原纤维和弹性纤维。在外膜与中膜交界处，有的中动脉有较密集的弹性纤维，有的有一层较明显的外弹性膜。2、大动脉管壁中有许多层弹性纤维，平滑肌较少，也称为弹性动脉。①内膜内皮外有较厚的内皮下层，其中含胶原纤维、弹性纤维和一些平滑肌。内皮下层之外为多层弹性膜，与中膜的弹性膜相连，故内膜与中膜没有清楚的分界。②中膜主要由多层弹性膜和一些平滑肌组成。成人有40～70层弹性膜，各层弹性膜由弹性纤维相连。③外膜较薄，致密的结缔组织组成，没有明显的外弹性膜。外膜逐渐移行为周围较疏松的结缔组织。(三)动脉血管内皮的功能血管内皮细胞构成血管的光滑面，便于血液流动。内皮细胞能合成并向血液释放多种有生物活性的物质，如A、B血型抗原，Ⅷ因子，前列环素。正常时，抗凝物质占优势，使血液保持液体状态，血管受损时，凝血物质增多，参与凝血。（二）静脉常与相应动脉伴行。静脉管壁薄而柔软，弹性也较小。静脉壁内平滑肌和弹性组织不及动脉丰富，结缔组织成分较多。1．中静脉内膜薄，内弹性膜不发达或不明显。中膜比相伴行动脉薄，平滑肌束分布稀疏。外膜一般比中膜厚，没有外弹性膜，由结缔组织组成，有的中静脉外膜可有纵行平滑肌束。2．大静脉管壁内膜较薄，中膜很不发达，为几层排列疏松的环行平滑肌，甚至没有平滑肌。外膜则较厚，结缔组织内常有较多的纵行平滑肌束。3．静脉瓣管径2mm以上的静脉常有瓣膜，防止血液逆流。瓣膜为两个半月形薄片，彼此相对，根部与内膜相连，其游离缘朝向血流方向，为含弹性纤维的结缔组织。二、血管移植的发展1、静脉移植运用自体静脉作为动脉搭桥的替代品。2、异种或同种异体血管移植易发生动脉瘤和移植后感染。3、人工合成血管移植目前常用的人工血管有涤纶织物、膨胀性聚四氟乙烯（ePTFE）、聚乙烯对酞酸盐（Dacron）制成的血管，适用于大直径高血流速段血管移植，直径5mm以下的低血流速段血管移植疗效差，往往发生血栓栓塞。4、组织工程化血管三、组织工程化血管（一）血液与植入材料之间的反应1．蛋白吸附一旦血液通过移植物，血浆蛋白（白蛋白、纤维蛋白、免疫球蛋白IgG等）立即吸附于移植物血管壁。在移植物表面发生重新分布。2．血小板沉积蛋白质/血小板复合物沉积后血小板构象发生改变并释放颗粒，释放出一系列生物活性物质，这些物质可激活其他血小板并增加凝血酶的产生；诱导调节平滑肌细胞漂移和增殖；控制单核细胞积聚到移植物上。3．中性粒细胞和单核细胞浸润趋化因子将中性粒细胞吸引到移植体上，被激活的中性粒细胞释放出氧、自由基和各种酶，诱导基质降解，控制整个内皮细胞分化的过程，控制移植血管的组织整合。4．内皮细胞和平滑肌细胞的向内生长移植物仅有有限的内皮细胞向内生长，其生长不超过吻合端l～2cm；吻合口区周围可以发现受损伤或未融合的内皮细胞，但生化性质发生改变，可能启动血栓形成和平滑肌细胞生长。平滑肌细胞增殖，产生细胞外基质成分。这种平滑肌细胞过度增生的反应通常被认为是产生内膜肥厚的主要原因。（二）移植物的组成和构建1、多孔性和通透性组织向内生长的速度依赖于移植物的多孔性和通透性。通透性过小影响移植体内皮化的速度，增加血栓形成；通透性过大，使周围组织长入过快而阻塞移植血管。2、血管壁顺应性在顺应性相对较好的动脉和不可延展的移植物吻合口处是出现血流紊乱的部位；动脉不同区域顺应性变异性太大——远端小腔隙动脉顺应性小于较大的、较中心的动脉。3、流动面特性血液与移植体表面的相互作用，依赖于其表面的理化特性。如表面电荷、粗糙程度。(三)移植物的丧失和通畅率即刻丧失--机械原因置人体内第1个月发生丧失--远端高阻力发生血栓所致。置入后6个月到3年发生丧失--吻合口假性内膜过度增生。可以通过预先处置移植物的构建、组成和／或通过诱导改变血液和组织对植入移植物反应等干预措施来消除这些障碍。四、生物杂交移植物(一)表面改性1、中性多聚体外衣：中性碳衣、硅衣2、蛋白涂层：明胶、胶原3、抗生素浸渍移植物：头孢菌素、利福平4、抗凝剂的附着：尿激酶（二）内皮化移植物1、内皮细胞种植－外源