3D打印生物可降解气管支架与同种异体气管移植的临床实验研究

陈绍森 董孝成 赵恩亮

【摘要】目的 探讨3D打印生物可降解气管支架与同种异体气管移植应用于临床治疗的效果。方法 选取30只体重约为500 g的新西兰兔子作为研究对象，并分为实验组和对照组（n=15），构建气管缺损模型，实验组采取3D打印生物可降解气管支架进行气管移植，对照组则采取同种异体气管移植，比较两组兔子术后并发症的发生率。结果 实验组兔子术后并发症的发生率（6.67%）明显优于对照组患者（33.33%），差异具有统计学意义（x2=1.667，P<0.05）。结论 3D打印生物可降解气管支架的临床治疗效果优于同种异体气管移植的临床治疗效果，值得在临床上进行应用和推广。

【关键词】3D打印生物可降解气管支架;同种异体气管移植;临床实验

【中图分类号】R56 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095.6681.2020.21..01

近些年来，气管相关疾病如气管外伤、狭窄、肿瘤以及气管先天性疾病等的发病率不断在升高。气管部分切除是临床上气管狭窄常见的治疗手段，但气管端吻合完成难度很大，这时需要进行器官移植。气管重建可通过同种异体气管移植、人工气管假体等来完成[1]。由于人工气管和同种异体气管均属于异体成分，且组织相容性较差，因此术后容易出现排异、吻合瘢痕型狭窄以及感染等并发症，因此本研究选取体重约为500 g的30只新西兰兔子作为研究对象，制备相应的动物模型探讨同种异体气管移植和3D打印生物可降解气管支架应用于临床实验的效果，具体报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取30只体重约为500 g的新西兰兔子作为本次研究的研究对象，并通过随机数字表法将其分为实验组和对照组，每组各有15只兔子。所选兔子均已经过伦理委员会批准，可进行有效的动物实验来验证其各种性能。此外，两组兔子的性别、体重等资料之间不存在明显的差异（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

对照组兔子：采取同种异体气管移植，具体操作如下：①将兔子病变的气管段切除，然后将同等长度、经体外灭菌及除抗原处理的供体气管进行端端吻合;②将带蒂的大网膜和胸大肌皮瓣包裹住供体气管，从而保证其血液供应[2]。

实验组兔子：则采取3D打印生物可降解气管支架（即聚乳酸3D打印气管支架，由哈尔滨医科大学附属第四医院提供）进行治疗，具体操作如下：①将兔子麻醉后放于CT下行颈部气管平扫和三维重建，采集气管图像（如气道形状、弯曲角度等），然后根据气管图像的相关数据用3D打印技术制备人工复合气管支架，长度约为2 cm，并应用环氧乙烷灭菌;②将兔子颈部的气管切除2 cm，制备气管缺损动物模型，然后将聚乳酸3D打印气管支架置入到兔子气管缺损处进行端端吻合;③用聚维酮碘溶液对切口部位进行冲洗，然后用颈部肌肉包裹人工气管及其吻合处断端，从而改善气管局部血液循环，最后逐层对切口进行缝合[3]。两组兔子在术后7天内均予以抗感染治疗，观察其呼吸状态，并分别于术后1个月、3个月、6个月行X线和CT检查，观察气管愈合状况。

1.3 评价指标

按照上述方法，统计并比较两组兔子术后相关并发症（如感染、吻合口裂开、免疫排斥及死亡等）的发生率。

1.4 统计分析

及时、准确记录治疗过程中的相关数据，并通过SPSS 19.0软件对其进行处理和分析，其中计数资料行x±s检验，采用t检验，相关分析采用pearson法，当P<0.05时，则提示差异具有统计学意义。

2 结 果

通过上述方法，对照组兔子术后并发症的发生率明显高于实验组兔子，差异具有统计学意义（x2=1.667，P<0.05），具体分析见表1。

3 讨 论

气管狭窄是呼吸系统常见的一种疾病，其对患者的生命安全有着极大的威胁。现阶段，临床上对于该病的治疗主要是通过同种异体气管移植，但由于同种异体气管直接属于异体成分，组织相容性较差，因此术后较易出现免疫排斥反应等并发症。

在本研究中，实验组兔子术后并发症的发生率为6.67%，对照组兔子术后并发症的发生率为33.33%，可见实验组兔子术后并发症的发生率要比对照组兔子低，差异具有统计学意义（x2=1.667，P<0.05）。通过上述结果，我们可认为3D打印生物可降解气管支架不但符合气道形狀和弯曲角度，固定方式牢靠，还可提供长时间的有效支撑，生物相容性好，比同种异体气管移植更适应应用于临床实验中，值得在临床上加以应用并进行推广。

参考文献

[1] 单一波，范懿魏，李剑锋，史宏灿，潘 枢，章方彪.3D打印气管的孔径遴选、表面修饰与性能评价[J].中华胸心血管外科杂志，2019，35（03）：171-176.

[2] 张敏波，彭齐峰，马亚萍，孔维军，廖文波.3D打印微小颗粒骨/聚乳酸-羟基乙酸共聚物支架材料的物理性能及其生物相容性[J].中国组织工程研究，2019，23（14）：2215-2222.