耳廓再造术支架的研究进展(1)
先天性或外伤后小耳畸形的患者,往往因为外形的异常而存在严重的自卑心理,强烈要求重塑正常外观,因此,施行全耳再造是必需的选择。耳的解剖轮廓极其复杂精细,选择的支架除了组织相容性好,皮肤贴附好,性质稳定不易变形或外露外,还要求外观上立体逼真,质地手感真实,能够达到完美的效果。自1920年Gillies[1]开创全耳再造术以来,先后有多种材料被充当耳支架,总体上分为人工合成材料、自体软骨和异体软骨等。近几年发展起来的组织工程技术为解决目前费用昂贵的器官、组织移植和再造问题提供了新的思路和方法[2],各种支架材料在临床应用上也各有利弊,本文就耳廓再造术支架的研究进展综述如下。
1人工合成材料
20世纪60年代,硅橡胶因其组织相容性较好曾作为支架材料应用于耳再造,但因为是异物材料,且质地较硬,对外界耐受力差,易于外露和脱出,形成的耳廓结构模糊,术后效果不佳而逐渐被淘汰。Medpor支架是一种多孔的医用高分子材料,多孔的结构有利于微血管的长入,而使组织与其结合紧密不易滑动,组织相容性好。轮廓清晰,外形逼真;质量轻,韧性好;可以随意切削,易于缝合固定;缩短手术时间,降低手术难度。术后外形较为满意,创伤小,免除切肋之痛。但术后外耳轮部分太过僵硬,支架外露的机会较多;局部皮肤易受压破溃、坏死,一旦皮肤破溃,造成假体外露,创面很难自愈[3]。PTFE相比Medpor支架组织相容性好,缺点是该材料为疏水性,不利于细胞的粘附和生长,且支架较柔软,不能承受压力,仅适用于部分耳缺损少的病例[4]。而且,目前对医用高分子材料是否具有致癌作用的研究尚无可靠证据,临床使用的安全性尚待观察[5]。
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2软骨移植
2.1 自体软骨移植:Tanzer[6-7]最早成功应用肋软骨支架进行了耳廓再造,1993年,Kaneko[8]应用3-D系统雕刻出具有三维立体结构的肋软骨。自体肋软骨因与耳软骨同质,术后排异反应小,感染率低,并发症少,支架易于雕刻成形,组织相容性好,富有弹性,能保持长期稳定,且取材量充足,被证明是目前最理想的首选支架材料。但切取自体肋软骨以牺牲人体正常组织为代价,手术增加患者痛苦、创伤较大,对医师耳支架雕刻技术要求也很高,且有并发气胸和胸骨畸形的可能性,后期再造耳有发生吸收和变形等情况,对外观有一定影响[9]。对于以肋软骨作为支架材料用于耳廓再造的手术时机的选择目前尚缺乏统一的标准。年幼的患儿软骨组织量不足,切取后容易出现胸廓变形,且耳廓大小与成年人相差较大;而随着年龄增大肋软骨发生钙化,生物学性能降低,已不再适宜作为耳廓再造的支架材料[10]。Nagata[11]在临床中认为,胸廓畸形程度与患者的年龄、健耳相对于身体的比例、联合部保留程度、软骨膜的保留、残余软骨的回植均有紧密的关系,但相关程度及原理还需进一步探讨。Ohara[12]阐述了胸廓畸形发生的机制,认为切取肋骨后游离肋骨的稳定性很重要,年龄越小,切取的肋软骨数量越多,其稳定性就越差。Roy等[13]报道第6、7肋骨在12对肋骨中生长发育的潜力是最大的,手术对它们的干扰导致的畸形也最严重。所以在临床上进行软骨移植,首先考虑选择的是第8肋而不是第6肋软骨。
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2.2 同种异体软骨移植:软骨是一种弱抗原性组织,软骨基质环绕软骨细胞形成保护性屏障,阻止抗原抗体出入此屏障一旦遭到破坏,软骨细胞暴露,则可引起宿主产生免疫反应。软骨移植前由于经过切割,软骨细胞外露,因而导致宿主产生免疫反应[14]。为了降低同种异体肋软骨的抗原性,减轻炎症反应,减少软骨吸收、变形,学者们曾尝试过多种方法对其进行处理,包括低温冷冻、保存液浸泡保存、煮沸、放射线处理等。苏岚等[15]研究认为有一定生理活性的软骨较无活性的软骨移植后抗吸收能力强,具有活性的软骨细胞是抵抗移植后吸收的重要因素之一。不同方法保存的软骨,移植后抗吸收能力的差异,主要取决于保存液对软骨活力的影响大小。翟立杰等[16]对40只家兔肋软骨进行Co60照射、酒精浸泡、冷冻及中药试剂浸泡四种方法处理后,植入不同家兔鼻背部,12周后取出进行吸收率和组织学观察,得出结论认为同种异体肋软骨移植后组织学的改变与吸收程度无正相关联。1993年,洪志坚等[17]应用经戊二醛处理的异体耳软骨支架分两期行全耳再造术8例取得成功。1999年,程新德等[18]应用低温冷冻同种异体胎儿肋软骨处理后雕刻成耳支架行4例耳再造,经3.5年随访,2例外耳再造术后出现变形,其余2例患者无吸收、变形、免疫排斥反应。袁湘斌等[19]在无菌条件下切取新鲜尸体肋软骨,经5%醋酸溶液保存5～6个月后用于耳廓再造11例,经1～3年随访再造的耳廓外形满意,软骨无吸收、变形及排斥反应。同时实验发现经过醋酸脱钙处理5～6个月的肋软骨脆性明显减小、弹性变小、不易折断、不易变形,其弹性比较适合制作耳支架。
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应用异体肋软骨可免去切取肋软骨的痛苦,大大缩短了手术时间,且取材不受限制,保存和处理简易经济,可在手术前一天将耳支架雕刻制作好,放在75%乙醇中保存,术中取出,用盐水冲洗后即可应用[19]。同种异体耳可提供与耳缺损的组织在解剖结构、外形轮廓及功能完全相同的修复效果,无需切取雕刻自体肋软骨,手术时间短,外观自然逼真。但因临床随访时间尚短,例数也有限,仅系初步近期结果,远期效果如何尚须继续观察[17]。
2.3异种软骨组织移植:张建文等[20]将辐射处理后的猪软骨分期移植到大白兔皮下,分期观察移植后的变化,得出结论认为猪软骨辐射处理后可作为异种移植代用材料的最佳来源。苑正太等[21]在戊二醛处理的异体异种(猪软骨)移植动物实验研究的基础上应用于临床,经较长时间的随访,再造器官的形态、功能保持良好,未见异物反应及吸收变形,初步认为戊二醛处理异体异种(猪)软骨作为自体肋软骨的替代物具有临床实用价值,有稳定、可靠,取材方便和易于处理贮存等优点,值得临床推广应用。乔晨晖等[14]研究了不同方法保存猪软骨行异种移植的影响,结果发现0.5%戊二醛磷酸缓冲液4℃一个月是保存猪肩胛软骨供异种移植的最佳条件。异种移植来源充足,可按照需要取材,能够保证供区与受区组织形态和结构的一致性。但由于强烈的免疫排斥、伦理道德,跨物种感染等问题,研究还处在基础实验阶段[22]。异种软骨应用于人耳廓再造尚无报道。
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3软骨组织工程
组织工程学是近年来发展起来的一门新学科,组织工程技术将生命科学和工程学原理相结合,应用于恢复、保持、改善组织的功能,用该方法再造组织细胞可在体外培养及增殖,只需要极少量的自体组织,就可获得足够的细胞数量用于移植,同时可以根据缺损的形状、大小及病变程度来设计三维支架的立体形状,而且再造出的为生物性组织或器官[4]。1997年,曹谊林[23]首次在裸鼠体内形成了具有精细三维结构和皮肤覆盖的人形耳廓软骨— “鼠背人耳”。Vacant等[24]用聚合物框架和小牛软骨细胞在裸鼠身上预制了人耳。但因该实验研究仅仅是软骨组织工程的初始阶段,若使之应用于临床耳廓再造,尚需克服很多问题,如软骨种子细胞来源有限;软骨细胞在体外扩增极易老化,无法满足种子细胞的数量要求;对新形成软骨的生物力学测定,以评价其是否达到了正常耳廓软骨的生物力学要求等[9]。, http://www.100md.com(徐 健, 刘 舫)
1人工合成材料
20世纪60年代,硅橡胶因其组织相容性较好曾作为支架材料应用于耳再造,但因为是异物材料,且质地较硬,对外界耐受力差,易于外露和脱出,形成的耳廓结构模糊,术后效果不佳而逐渐被淘汰。Medpor支架是一种多孔的医用高分子材料,多孔的结构有利于微血管的长入,而使组织与其结合紧密不易滑动,组织相容性好。轮廓清晰,外形逼真;质量轻,韧性好;可以随意切削,易于缝合固定;缩短手术时间,降低手术难度。术后外形较为满意,创伤小,免除切肋之痛。但术后外耳轮部分太过僵硬,支架外露的机会较多;局部皮肤易受压破溃、坏死,一旦皮肤破溃,造成假体外露,创面很难自愈[3]。PTFE相比Medpor支架组织相容性好,缺点是该材料为疏水性,不利于细胞的粘附和生长,且支架较柔软,不能承受压力,仅适用于部分耳缺损少的病例[4]。而且,目前对医用高分子材料是否具有致癌作用的研究尚无可靠证据,临床使用的安全性尚待观察[5]。
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2软骨移植
2.1 自体软骨移植:Tanzer[6-7]最早成功应用肋软骨支架进行了耳廓再造,1993年,Kaneko[8]应用3-D系统雕刻出具有三维立体结构的肋软骨。自体肋软骨因与耳软骨同质,术后排异反应小,感染率低,并发症少,支架易于雕刻成形,组织相容性好,富有弹性,能保持长期稳定,且取材量充足,被证明是目前最理想的首选支架材料。但切取自体肋软骨以牺牲人体正常组织为代价,手术增加患者痛苦、创伤较大,对医师耳支架雕刻技术要求也很高,且有并发气胸和胸骨畸形的可能性,后期再造耳有发生吸收和变形等情况,对外观有一定影响[9]。对于以肋软骨作为支架材料用于耳廓再造的手术时机的选择目前尚缺乏统一的标准。年幼的患儿软骨组织量不足,切取后容易出现胸廓变形,且耳廓大小与成年人相差较大;而随着年龄增大肋软骨发生钙化,生物学性能降低,已不再适宜作为耳廓再造的支架材料[10]。Nagata[11]在临床中认为,胸廓畸形程度与患者的年龄、健耳相对于身体的比例、联合部保留程度、软骨膜的保留、残余软骨的回植均有紧密的关系,但相关程度及原理还需进一步探讨。Ohara[12]阐述了胸廓畸形发生的机制,认为切取肋骨后游离肋骨的稳定性很重要,年龄越小,切取的肋软骨数量越多,其稳定性就越差。Roy等[13]报道第6、7肋骨在12对肋骨中生长发育的潜力是最大的,手术对它们的干扰导致的畸形也最严重。所以在临床上进行软骨移植,首先考虑选择的是第8肋而不是第6肋软骨。
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2.2 同种异体软骨移植:软骨是一种弱抗原性组织,软骨基质环绕软骨细胞形成保护性屏障,阻止抗原抗体出入此屏障一旦遭到破坏,软骨细胞暴露,则可引起宿主产生免疫反应。软骨移植前由于经过切割,软骨细胞外露,因而导致宿主产生免疫反应[14]。为了降低同种异体肋软骨的抗原性,减轻炎症反应,减少软骨吸收、变形,学者们曾尝试过多种方法对其进行处理,包括低温冷冻、保存液浸泡保存、煮沸、放射线处理等。苏岚等[15]研究认为有一定生理活性的软骨较无活性的软骨移植后抗吸收能力强,具有活性的软骨细胞是抵抗移植后吸收的重要因素之一。不同方法保存的软骨,移植后抗吸收能力的差异,主要取决于保存液对软骨活力的影响大小。翟立杰等[16]对40只家兔肋软骨进行Co60照射、酒精浸泡、冷冻及中药试剂浸泡四种方法处理后,植入不同家兔鼻背部,12周后取出进行吸收率和组织学观察,得出结论认为同种异体肋软骨移植后组织学的改变与吸收程度无正相关联。1993年,洪志坚等[17]应用经戊二醛处理的异体耳软骨支架分两期行全耳再造术8例取得成功。1999年,程新德等[18]应用低温冷冻同种异体胎儿肋软骨处理后雕刻成耳支架行4例耳再造,经3.5年随访,2例外耳再造术后出现变形,其余2例患者无吸收、变形、免疫排斥反应。袁湘斌等[19]在无菌条件下切取新鲜尸体肋软骨,经5%醋酸溶液保存5～6个月后用于耳廓再造11例,经1～3年随访再造的耳廓外形满意,软骨无吸收、变形及排斥反应。同时实验发现经过醋酸脱钙处理5～6个月的肋软骨脆性明显减小、弹性变小、不易折断、不易变形,其弹性比较适合制作耳支架。
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应用异体肋软骨可免去切取肋软骨的痛苦,大大缩短了手术时间,且取材不受限制,保存和处理简易经济,可在手术前一天将耳支架雕刻制作好,放在75%乙醇中保存,术中取出,用盐水冲洗后即可应用[19]。同种异体耳可提供与耳缺损的组织在解剖结构、外形轮廓及功能完全相同的修复效果,无需切取雕刻自体肋软骨,手术时间短,外观自然逼真。但因临床随访时间尚短,例数也有限,仅系初步近期结果,远期效果如何尚须继续观察[17]。
2.3异种软骨组织移植:张建文等[20]将辐射处理后的猪软骨分期移植到大白兔皮下,分期观察移植后的变化,得出结论认为猪软骨辐射处理后可作为异种移植代用材料的最佳来源。苑正太等[21]在戊二醛处理的异体异种(猪软骨)移植动物实验研究的基础上应用于临床,经较长时间的随访,再造器官的形态、功能保持良好,未见异物反应及吸收变形,初步认为戊二醛处理异体异种(猪)软骨作为自体肋软骨的替代物具有临床实用价值,有稳定、可靠,取材方便和易于处理贮存等优点,值得临床推广应用。乔晨晖等[14]研究了不同方法保存猪软骨行异种移植的影响,结果发现0.5%戊二醛磷酸缓冲液4℃一个月是保存猪肩胛软骨供异种移植的最佳条件。异种移植来源充足,可按照需要取材,能够保证供区与受区组织形态和结构的一致性。但由于强烈的免疫排斥、伦理道德,跨物种感染等问题,研究还处在基础实验阶段[22]。异种软骨应用于人耳廓再造尚无报道。
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3软骨组织工程
组织工程学是近年来发展起来的一门新学科,组织工程技术将生命科学和工程学原理相结合,应用于恢复、保持、改善组织的功能,用该方法再造组织细胞可在体外培养及增殖,只需要极少量的自体组织,就可获得足够的细胞数量用于移植,同时可以根据缺损的形状、大小及病变程度来设计三维支架的立体形状,而且再造出的为生物性组织或器官[4]。1997年,曹谊林[23]首次在裸鼠体内形成了具有精细三维结构和皮肤覆盖的人形耳廓软骨— “鼠背人耳”。Vacant等[24]用聚合物框架和小牛软骨细胞在裸鼠身上预制了人耳。但因该实验研究仅仅是软骨组织工程的初始阶段,若使之应用于临床耳廓再造,尚需克服很多问题,如软骨种子细胞来源有限;软骨细胞在体外扩增极易老化,无法满足种子细胞的数量要求;对新形成软骨的生物力学测定,以评价其是否达到了正常耳廓软骨的生物力学要求等[9]。, http://www.100md.com(徐 健, 刘 舫)