[发明专利]一种仿生复合人工气管及其制备方法

说明书

本发明提供了一种仿生复合人工气管，包括：人工气管壁；所述人工气管壁自内而外包括生物补片层和可吸收生物材料层；设置在所述人工气管壁外侧的气管支架；包裹所述气管支架边缘的垫片。该仿生复合人工气管以生物补片层和可吸收生物材料层为人工气管壁，结合气管支架的设置，不仅能够通气良好，而且可随气道压微变形，还具有一定的伸缩弹性，因此患者头部可自由运动，没有传统气管手术后需固定脖颈的烦恼；同时垫片的设置能够防止气管支架的末端在植入初期因摩擦而挫伤周围器官；综上，本发明提供的仿生复合人工气管可实现临床应用，并且能够在一次手术中解决目前气管外科手术中超长气管切除时没有有效的气管替代物进行一期气管重建的问题。

技术领域

本发明涉及人工气管技术领域，更具体地说，是涉及一种仿生复合人工气管及其制备方法。

背景技术

气管肿瘤、气管狭窄等气管疾病的治疗仍然是以外科手术切除为主。通过切除气管病变损，恢复通气功能，以达到治疗疾病、改善症状的目的。然而，气管可切除的长度是有限的，成人切除气管最大长度为4-6cm，当切除的气管超过这个长度时，原位吻合极为困难，此时需要合适的气管的替代物以联通上下气管残端。而目前临床上并没有成熟的气管替代物可应用于胸外科气管重建手术，因此，当肿瘤或病损累及的气管超过临界范围时，往往选择采取姑息手术；最终导致病变气管无法完整切除，难以获得理想的治疗效果。

20世纪八十年代以来，国内外学者针对人工气管作了诸多的研究，一共提出了四种气管重建的方式：①高分子材料人工气管，一般由高分子材料编织的管状物构成；这类气管重建方案简便，无需免疫抑制剂，但缺陷在于植入后管壁难以有效形成生物化屏障，因此目前该方案已逐渐被弃用。②同种异体气管移植，该方案的优势在于天然的气管组织结构，机械性能可靠，基本无需担心上皮化的问题；而该方式的缺点亦非常明显：需要供体，取材相对受限；并且植入后患者需要服用免疫抑制剂，此时气管内的有菌环境极易引起植入部位感染和供体败坏。③自体组织移植，一般由管状化的自体组织如心包或血管提供密闭管壁，联合外支架或者软骨提供外部支撑；该方式避免了同种异体气管移植免疫抑制的缺点，但重建的气管也上皮化也较为困难，强度和稳定性较差；同时取材和供体部位的损伤也限制其广泛应用。④组织工程气管移植，这是目前国内外学者共同研究的热点；已提出多种组织工程气管移植的解决方案，并在通过在体实验展现其良好的发展潜力。而其中最受关注的无疑是意大利外科医生Paolo Macchiarini的脱细胞人工气管联合自体细胞移植方案，从2008年开始，Macchiarini通过去污剂联合酶法制备脱细胞人气管，植入受者的气道上皮细胞和间充质干细胞来源软骨细胞后，将其植入患者气管缺损部位。最初随访中受者没有出现排斥反应迹象，不需要免疫抑制。但Macchiarini的方案最终出现多起严重术并发症，其所任职的卡罗林斯卡大学医院也于2017年发表声明宣告其方案失败。

近几年国内北京健宫医院胸外科赵凤瑞教授发明的赵氏人工气管是目前临床上应用较为成功的人工气管。赵氏人工气管需要通过两期手术进行气管重建：通过一期手术将记忆合金网置于颈部组织中，用可吸收缝线缝合切口；20d后，带肌肉血管蒂将其游离，形成皮肤在内的“三明治式”带蒂人工气管；然后通过二期手术切除病变气管，将人工气管连接气管上下残端，完成人工气管的植入。文献报道中应用7例患者，其中3例恶性肿瘤患者均在1年内死亡，另外四例良性疾病患者均长期存活，与自体气管达到生物学愈合。但文献报道中赵氏人工气管应用的最大病变气管切除长度为7.8cm，重建长度均为4.2cm，仍不能满足更长的病变气管切除后气管重建的问题；另一方面，赵氏人工气管需要分期手术，先要预埋一套金属支架在体内进行孵育，使其有自体组织覆盖后，在进行第二期气管切除重建手术。