心臟組織工程在冠心病中的應用
作者：路英進 丁彥春
（接上文）
三、人工血管
冠狀動脈旁路移植術(CABG)是冠心病治療的重要策略， 但對需反復多次手術的患者， 目前並沒有足夠的可供利用的血管移植物。 SYNTAX研究顯示對特定患者CABG長期療效優於冠狀動脈介入治療， 因此對移植物的需求變得更大。
此外在過去的二十多年裡科技發展已大大改善了冠心病患者行外科手術及經皮冠狀動脈血運重建的臨床預後。 美國心臟協會及美國心臟病學學會於2011年在更新的CABG指南中介紹了雜交冠狀動脈再血管化治療。
技術的發展增加了對移植物的需求， 移植物能否在術中應用將更為重要。 隨著組織工程的出現， Nerem開始探索應用細胞組織工程技術構建血管替代物的方法。 2001年， 通過將靜脈壁細胞接種到可降解支架材料上構建工程化肺動脈首次應用於臨床。 而由Cytograft組織工程公司基於細胞片構建的小口徑工程化人工血管， 也成功應用於心臟組織工程研究領域。
理想的工程化人工血管應具備以下幾種特性， 如充分內皮化、抗血栓性及與天然血管組織相匹配的機械性能。 預防血栓以及相匹配的機械性能是移植成功並維持血管長期開放的關鍵。
目前對血管組織工程主要有4種途徑：生物可降解支架、基於凝膠的支架、脫細胞支架及細胞片壘疊支架。 前3種方法都是以支架材料作為人工血管的支援框架， 是目前研究較多的方法。 支架可定義為1個三維支援結構並可促進細胞黏附、浸潤與增殖。
主要有人工合成材料及天然材料。 合成支架材料主要有不可降解支架和可降解生物支架。 而天然支架包括有同種移植物和細胞外基質(凝膠及脫細胞支架)。 工程化人工血管理想的支架應當具有較好的生物相容性及可降解性以適應組織的生長。 此外支架材料尚需適當的空隙以及合適的機械強度、耐久性及順應性。
Dohmen等在體外將血管內皮細胞接種於聚四氟乙烯材料支架構建人工血管， 並將其用於CABG。 6年的隨訪觀察顯示對沒有合適自體血管移植物的患者， 接種有自體血管內皮細胞的聚四氟乙烯小口徑移植物可改善其再通率。 此後， 得益於更好的止血方法， 異種移植物也被用作為支架材料。 血管組織工程的應用前景巨大， 對冠心病的治療有其獨特的意義， 值得深入研究。
四、人工心臟
全器官灌流的出現推動了心臟組織工程的快速發展。 Ott等首次採用Langendorff心臟灌流裝置製備出全器官脫細胞心臟支架。 研究團隊先將心臟完整離體取出後， 將其主動脈連接到灌流裝置上。 灌流液經心臟脈管系統可高效且無死角的到達心臟各部位。
此後通過將心肌細胞以特定方式重新注入支架內部培養一段時間後恢復了部分心臟功能(等同于成人2%或16周胎兒25%的心臟功能)。 雖然研究團隊所製作的人工心臟其功能與真實心臟相差甚遠， 但該研究成果使體外再造器官成為可能， 對心臟組織工程具有里程碑般的意義。 該研究也顯示出經全器官灌流法製備脫細胞生物支架的具大潛能。
但大鼠心臟太小， 如果考慮應用于患者需要更大的心臟支架。 Weymann等以與人類心臟類似大小的豬心作為研究目標。 通過全器官灌流去除去細胞成分。 此後研究者將小鼠新生心肌細胞及內皮細胞再接種於脫細胞支架上。
研究顯示脫細胞心臟支架經再細胞化後其冠狀動脈血管內皮化，
雖然目前心臟組織工程的治療策略尚有許多障礙需要克服， 但作為新的治療方法， 為冠心病患者康復帶來了新希望。
參考文獻【略】
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