王鸞，王效杰

(1．沈陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院2010級臨床醫(yī)學(xué)2班，遼寧 沈陽 110034；2．基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)教研室)

小腸黏膜下層(small intestinal submucosa，SIS)作為一種天然細胞外基質(zhì)生物材料，擁有良好的組織相容性，可降解性和降解速率可控性，無抗原作用，維持生長其上的細胞形態(tài)和表型，并增進細胞的黏附和生殖，誘導(dǎo)組織再生，有一定孔隙率和一定機械強度[1]，最有可能在組織體內(nèi)完全再生，具備臨床應(yīng)用前景。

1 SIS的制備

1.1 物理方法 取體重大于200 kg封閉飼養(yǎng)豬的小腸。在運輸過程中將小腸冰凍冷藏，完成清潔過程盡量在4 h內(nèi)。用裹有紗布的刀柄去除小腸的漿膜層和肌層，再此期間持續(xù)用40 ℃水沖洗。

1.2 化學(xué)方法 經(jīng)物理方法處理的小腸沿縱軸切開，切成每段長15 cm，按Abraham方法[2]制備?；瘜W(xué)方法處理過程的每一步均在室溫下進行，材料和溶液體積的比例應(yīng)保持在1∶1 000[3]。

2 SIS的力學(xué)性能

SIS作為體內(nèi)組織工程生物材料，必須具有適當(dāng)?shù)臋C械特性，以保證再生組織的大小和形狀。其本身應(yīng)該能夠提供暫時的機械支撐力，在承受體內(nèi)周圍組織的壓力時，再生細胞可以有足夠的生長空間再生。而且這種機械支撐能力應(yīng)該能維持足夠時間，到再生組織本身具有足夠的機械承受能力為止。實驗表明SIS在縱軸方向(無論是否剖開管壁)的抗拉強度相當(dāng)于肌肉和韌帶組織的7/1和4/1，SIS具有各向異性的力學(xué)特點，無論管壁剖開與否，沿SIS管腔縱軸拉伸方向的屈服力和最大應(yīng)力比剖開管腔、垂直于管腔縱軸拉伸的屈服應(yīng)力大2倍，而垂直管腔失軸拉伸組的屈服應(yīng)變和最大應(yīng)變較大，達70%以上。因此它可能成為血管或皮膚的替代物[4]。

3 SIS組成結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性

SIS外觀呈淡白色，厚度80-100 μm，本質(zhì)為不含細胞的細胞外基質(zhì)。SIS主要含有膠原、氨基多糖、糖蛋白等成分。組織學(xué)觀察顯示，SIS的管腔面由致密的嗜伊紅染色材料組成。掃描電鏡可見SIS的管腔面較管腔外面更加光滑和致密。另外，SIS還含有多種生長因子，對組織的修復(fù)重建及細胞的生長有重要作用，其結(jié)構(gòu)非常有利于細胞的黏附、增殖和分化，并且能刺激細胞分泌膠原等，具有良好的生物相容性和適當(dāng)?shù)臋C械特性，且能承受周圍組織壓力，為再生細胞提供足夠的生長空間，能迅速誘導(dǎo)細胞浸潤、刺激血管生成和宿主細胞的成長、分化，逐漸完全降解，產(chǎn)生的再生組織在結(jié)構(gòu)和功能上均與原有組織相似[5]。

4 應(yīng)用

4.1 泌尿管道 林茂虎等[6]應(yīng)用SIS修復(fù)大鼠實驗性膀胱缺損，術(shù)后11個月組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)SIS誘導(dǎo)的再生膀胱組織內(nèi)含有正常膀胱組織所具備的泌尿道上皮層、平滑肌層和漿膜層，且不容易與正常的膀胱組織區(qū)分。SIS植入宿主體內(nèi)后，能迅速誘導(dǎo)細胞浸潤，刺激血管生成和宿主細胞的長入和分化產(chǎn)生的再生組織在結(jié)構(gòu)和功能上均與原有組織相似。經(jīng)進一步的研究證實，SIS誘導(dǎo)再生的膀胱組織極有與正常膀胱組織相似的收縮力特征，并可見相應(yīng)的神經(jīng)再生。用SIS修復(fù)的實驗性膀胱缺損的研究發(fā)現(xiàn)，15個月后再生的膀胱組織具有尿流動力學(xué)的順應(yīng)性，膀胱容量和正常相接近，無副作用和上尿路的異常改變，組織學(xué)上再生膀胱組織含有與正常膀胱組織相似的三層結(jié)構(gòu)，力學(xué)上再生膀胱組織的壓力(張力)順應(yīng)性與正常對照組無顯著差異，均比移植前的SIS高30倍。

另外，豬SIS還可以進行兔尿道缺損修補。SIS具有良好的促再生特性，應(yīng)用SIS修復(fù)的尿道缺損，可減少尿瘺和尿道狹窄的發(fā)生，術(shù)后4周可見上皮細胞再生，新生血管長入；術(shù)后12周其基本組織結(jié)構(gòu)與正常尿道無明顯差異。行逆行尿道造影顯示，再生尿道的管腔與正常尿道無明顯差異，表明SIS作為尿道修復(fù)重建的替材料，不僅能實現(xiàn)組織學(xué)再生，而且可同時實現(xiàn)功能的重建[7]。此外，還有修復(fù)人尿道成功的案例[8]。

4.2 肌腱 豬SIS替代兔跟腱的實驗研究發(fā)現(xiàn)，SIS替代肌腱的過程是代謝過程，經(jīng)過16周，SIS被宿主肌腱完全替代，其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能與正常肌腱極其接近，最終實現(xiàn)了組織工程的目標—完全再生。表明體內(nèi)組織工程理論在肌腱再生方面是可行的[9]。

還可用SIS修復(fù)狗的跟腱缺損，再生肌腱組織的軸向張力強度和膠原組織排列方式與正常肌腱組織相似，免疫組化檢測顯示SIS在術(shù)后逐漸自行降解，表明它是作為一種暫時的基質(zhì)而引導(dǎo)機體組織的再生和修復(fù)[10]。

運用SPSS18.0軟件進行統(tǒng)計分析，組間計量資料對比采用兩獨立樣本 t檢驗和協(xié)方差分析，組間計數(shù)資料對比采用χ2檢驗，以α=0.05為檢驗水準。

4.3 皮膚 在小腸黏膜下基質(zhì)修復(fù)大鼠皮膚缺損中，SIS貼附皮膚不引起排斥反應(yīng)，無傷口感染。SIS在全層皮膚的創(chuàng)傷中能明顯促進肉芽組織生長和上皮再生。SIS組愈合好，無瘢痕，皮膚附件生長良好，而其余對照組有瘢痕愈合，皮膚附件僅生長于傷口邊緣處，實驗表明SIS是一種良好的創(chuàng)傷藥膜[11]。

豬SIS治療兔背部皮膚缺損的實驗研究表明，SIS修復(fù)后的結(jié)構(gòu)更接近于正常皮膚組織，可誘導(dǎo)鱗狀上皮細胞增生，并可減少瘢痕組織的生成，可作為支架材料用于皮膚缺損的修復(fù)[12]。

4.4 半月板的支架材料 用SIS修復(fù)的半月板與正常半月板在大體標本和超聲檢查中相似，術(shù)后經(jīng)組織學(xué)檢查顯示SIS修復(fù)再生的半月板中見不到原先的SIS組織，免疫組化檢查可見其膠原組織的含量和分布與正常半月板相似[13]。

4.5 其他(硬腦膜、胰島、血管) 蘇琰等[14]用SIS分別修復(fù)大鼠和狗的硬腦膜缺損，術(shù)后都在SIS移植物的局部發(fā)現(xiàn)有紡錘形單核細胞浸潤、嗜酸性染色的細胞外基質(zhì)和新生血管形成，SIS逐漸降解吸收，而腦脊液檢測和常規(guī)血清生化檢測均無明顯異常，也未見機體免疫排斥反應(yīng)或發(fā)生對腦皮質(zhì)的有害反應(yīng)。

此外，SIS還可以作為胰島移植作為治療1型糖尿病的有效方法，隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展移植的方法也得到了很大的改進。利用SIS作為支架材料可以重建胰島營養(yǎng)支持的微環(huán)境，進而改善胰島功能。薛武軍[15]等利用SIS制作的三維支架材料具有空間定位，可供細胞遷移，與胰島在體外復(fù)合培養(yǎng)時，細胞在支架的表面附著良好。

5 問題與展望

SIS是天然細胞外基質(zhì)，不含血管和細胞，植入體后不引起明顯的、有害的免疫排斥反應(yīng)，可以對局部的生物力學(xué)作用和微環(huán)境產(chǎn)生應(yīng)答，實現(xiàn)組織的修復(fù)重塑，還能支持相關(guān)組織的增殖和分化，又具有良好的生物相容性，能在體內(nèi)自行降解。與其他材料相比，它還具有較強的抗感染能力。但目前的研究多限于動物實驗，盡管已經(jīng)涉足不同的組織修復(fù)，但在臨床應(yīng)用的研究還不夠多，更重要的是缺少臨床探索，有待加強和努力。

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