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目的本实验研究通过解剖游离新西兰大耳兔股动静脉血管束,并将其植入内、外层分别复合VEGF/PDGF因子的双层同心轴型PLGA支架内,建立组织工程支架快速诱导血管化的实验动物模型。利用该双层轴型支架自中心至外周,对应血管生成不同时相的空间梯度双因子诱导环境,观察研究骨组织工程支架内快速血管再生进程中新生血管的组织学及超微结构特征及其随实验观察时间延长的改建与成熟的动态变化规律。研究拟针对颌骨独特的轴型血供解剖特点,探索一种高效促进骨组织工程支架血管化的新途径。方法首先以溶液浇铸-颗粒沥取法制备36套孔径150um-300um,孔隙率70%的疏松多孔双层支架(长度2.5cm,最大外径8mm,最小内径2mm),并将内外层支架套叠,形成同轴双层结构。3月龄雄性新西兰大耳兔18只纳入实验,解剖并游离股动静脉血管束,将其包裹于双层轴型PLGA支架中央,按照细胞因子在双层支架上不同的空间复合方式分三组：(1)实验组(动物8只,标本16腿侧)：内层复合VEGF,外层复合PDGF:(2)实验对照组(动物8只,标本16腿侧)：内层复合VEGF,外层空白；(3)空白对照组(动物2只,标本4腿侧)：内外层支架均空白。实验组与实验对照组于术后第7、10、14、21天分别取材2只动物,(空白对照组术后7、10灭取材),全麻下进行微血管铸型,并整体切取支架及其周围软组织的标本,行超微结构及组织学观察研究,对比分析3组PLGA支架孔隙空间内新生血管组织的形态与结构特点。结果术后第7天,实验组与实验对照组血管铸型电镜观察可见,股动静脉血管壁存在大量沿血管束长轴排列的内皮细胞核压迹,动静脉壁见成簇的血管芽发生,空白对照组无明显变化。第10天,实验组与实验对照组标本可见新生血管与纤维组织自动静脉壁沿支架孔隙空间由内层支架向外层支架放射状生长并贯通支架全层,密度由内向外逐渐降低。实验组新生血管靠近外层支架处较厚,而近动静脉束的内层支架主要为单层内皮细胞衬平。实验对照组主要为单层内皮细胞衬里。空白对照组未见新生血管。第14天,实验组贯通支架内外的新生血管进一步增粗,管壁呈分层结构。实验对照组贯通支架内外的新生血管较幼稚,仍以单层内皮细胞衬里为主。两组均形成以动静脉束为中心的三维立体血管网络结构,血管间相互吻合,但缺乏明显的分级结构。第21天,实验组支架内新生血管以成熟血管为主,管壁圆润,分层清晰。形成以动静脉血管束为中心,分级明确,层次清晰的微循环血管网络。而实验对照组新生血管退化吸收,新生血管密度明显低于实验组支架内可见散在的血细胞。结论疏松多孔的PLGA支架植入早期无明显诱导血管新生的能力；单纯复合VEGF因子的PLGA支架对血管的新生有明显的促进作用,但这些血管大多为幼稚的无功能血管,并且逐步退化吸收；而VEGF和PDGF因子联合应用的PLGA支架,可有效促进早期血管新生与成熟,并随时间间期延长逐步改建形成结构成熟、功能稳定的血循环系统。该空间梯度双因子诱导模式可以有力促进PLGA支架的快速血管化,为骨组织工程种子细胞构建良好的存活与增殖环境,并为其提供必需的氧和养份支持,从而促进早期成骨,有望进一步提高骨组织再生重建效能。
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