專利名稱：人工食管的制作方法
專利說明人工食管 本發(fā)明涉及一種復合型新型生物材料的人工食管。1950年Berman開始研制人工食管，1980年后各國學者相繼進行了多組不同的動物實驗，取得了很大的進展，但終因嚴重的并發(fā)癥而未能妥善的過渡到臨床應用。
人工食管要達到臨床應用，需符合以下要求(1)柔軟而不漏水。質硬的代用品會因食管的蠕動推移而脫落，漏水者則可因食管內(nèi)容物及消化液外滲而造成感染、膿胸；(2)內(nèi)壁光滑。使食管不易粘附于內(nèi)壁上，且能容易被水沖掉而保持清潔。(3)組織相容性好。(4)外壁粗糙有孔，使組織易附著，孔應細小與管腔不相通。(5)有一定的伸縮彈性，以適應食管的蠕動功能。(6)內(nèi)壁能夠上皮化，從而達到一定的抗腐蝕能力。
人工食管的制造材料可分為四種即自體材料，生物材料，人工材料和復合材料。(1)自體材料是直接利用自體的管狀器官或利用人的自身組織制成管狀物來替代食管。常用的有胃、結腸、空腸和島狀胸大肌皮瓣，前壁游離皮瓣，頸闊肌皮瓣、前胸皮瓣等。其中以胃代食管最為廣泛，但依然存在反流、干擾生理，手術創(chuàng)作大、術后胃腸功能障礙等缺點，而皮瓣易與食物的磨擦和唾液浸泡作用下出現(xiàn)不同程度的去鱗狀上皮化和皮膚附件的退化，上皮變薄等缺點。(2)生物材料生物材料大多直接以動物的管狀器官或用膜狀組織制成管，經(jīng)處理后去除原組織抗原性。(3)人工材料人工材料包括高分子材料及某些金屬材料。高分子材料如聚乙烯、硅橡膠、硅膠滌綸合成體、膨體聚四氟乙烯及碳素纖維等；而金屬材料包括鉭網(wǎng)絡、銀絲網(wǎng)絡、不銹鋼絲網(wǎng)絡，鎳鉻合金等。其中人工材料中認為最理想的是硅橡膠和聚乙烯。(4)復合材料為了使人工食管更接近生理，人們研制出各種復合人工食管，力求使每一層分別執(zhí)行不同的功能，從而更加完善。孫公甲以硅膠內(nèi)管、不銹鋼絲、彈簧管以聚乙烯絲組外管組成復合管，結果因吻合口瘺及感染而效果不佳。Yukinobu以橡膠做支架，外壁由膠原管白覆蓋，結果外層膠原蛋白可促進細胞增生，血管形成，從而使兩斷端粘膜的上皮細胞增生、爬行，促進“新生食管”生成，而內(nèi)層的硅橡膠支架則在一定時間的支撐后脫落或被取出。該實驗結果滿意，但遺留硅膠支架脫落時易造成梗阻及損傷等問題。Hirotaka以聚乙烯網(wǎng)狀支架為支撐，覆以膠原蛋白，再將人鱗狀上皮與管道一起在細胞培養(yǎng)基上生成人鱗狀上皮，然后縫制成管道，并以兔背闊肌包裹形成血管制成人工食管。結果滿意，但未行臨床應用。
以往研究存在的幾個問題(1)吻合口瘺人工食管植入后早期最主要的并發(fā)癥為吻合口瘺，該并發(fā)癥是影響成活率及臨床應用的最大障礙。其發(fā)生率為20-60％。吻合口瘺主要與吻合方法，食管血運有關，但人工食管材料的生物不相容性及上皮爬覆與否是關鍵，且吻合口瘺隨植入長度增加而增加。Matsuro發(fā)現(xiàn)吻合方法的不同對預后影響不大。但縫線以不吸收縫線較可吸收縫線好。而金樹文發(fā)現(xiàn)胃返流也是造成瘺的原因，故改用帶防返流的瓣膜人工食管可減少瘺的發(fā)生。
(2)術后狹窄人工食管植入后，后期的并發(fā)癥主要是狹窄，也是由于人工食管脫落后“新生食管”的疤痕攣縮造成的。以前，人們認為“新生食管”上皮化與否是狹窄發(fā)生的關鍵。因為犬食管粘膜剝脫后由于無粘膜的創(chuàng)面疤痕增生狹窄而致犬死亡。后來人們發(fā)現(xiàn)即使完全上皮化的“新生食管”仍有可能發(fā)生狹窄，因而提出粘膜下組織的成熟程度是決定狹窄是否繼續(xù)的重要因素。Yukinokn發(fā)現(xiàn)上皮化及粘膜下組織完整對狹窄的發(fā)生非常重要。故認為只有建立具有永久支撐性的假道，才能克服食管的梗阻問題。術后進食時的食物可通過對食管的擴張作用而防止狹窄有一定作用。功能性梗阻與人工食管的無蠕動及擴張功能，動物的進食姿勢，迷走神經(jīng)切斷與否等有關。孫公甲認為犬系匐行動物。進食急躁，而“新生食管”沒有蠕動功能故當犬進食時，大量食物聚積在吻合口上方，從而引起梗阻，而此現(xiàn)象非狹窄所致，系犬進食習慣造成。
(3)人工食管脫落人工食管雖然被新生的上皮及結締組織包繞形成新的通道，但不能與原宿主食管完全融合，隨著食管蠕動和吞咽食物。最終均會脫落，但脫落后部分材料人工食管因堵塞消化道而致宿主死亡。到目前為止，尚沒有一種真正能永久固定于體內(nèi)的人工食管，另外，食物中的細菌在人工食管與宿主食管的界面間發(fā)生炎癥是誘發(fā)脫落的啟動劑。
(4)“新生食管”的再生。人工食管植入后，自身組織以人工食管為依托形成一個纖維結締組織管道。Yasumichi及Fuknshima在實驗中發(fā)現(xiàn)有肌肉及腺體再生，并認為其它實驗未能獲得這一結果是因為觀察時間短。劉謙的實驗發(fā)現(xiàn)存活6個月的犬有肌肉及腺體再生。但其它研究者均未發(fā)現(xiàn)有肌肉及腺體再生，有的甚至觀察7年也未見有肌肉再生。但1998年Yukinobu認為，只要人工食管停留在體內(nèi)4周以上均能見到腺體和肌層再生，并且，即使食管缺損大于10cm仍可有同樣結果，只有隨著缺損的增加，所需時間也越長。日本學者認為膠原有促進上皮及粘膜下組織增生的作用，但要有一定的支撐以維持三維空間結構，當有足夠的時間下，組織器官的高級結構是可以再生的。本發(fā)明用豬主動脈材料以3/0酶解可吸收無損傷羊腸線縫制成二個管道，將所述二個管道縫制成人工食管，二個管道的縫合緣不能位于同一平面上。豬主動脈材料的規(guī)格為4.5×6.5cm和6.5×6.5cm，制成的二個管道規(guī)格為內(nèi)徑2cm、外徑2.5cm、長4cm和內(nèi)徑2cm、外徑2.5cm、長6cm，人工食管的長度為8cm和12cm。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、簡化食管重建方式，縮短手術時間，減少病人手術創(chuàng)傷。
2、不騷擾腹部消化器官，重建食管符合生理功能，術后生活質量高。
3、不壓迫心肺，術后并發(fā)癥減少并可擴大手術適應癥。

圖1為本發(fā)明8cm長人工食管。
圖2為本發(fā)明12cm長人工食管。參閱圖1所示，將規(guī)格4.5×6.5cm的豬主動脈材料(1)以3/0酶解可吸收無損傷羊腸縫線縫制成內(nèi)徑2cm、外徑2.5cm、長4cm的管道(2)。將2個4cm長的管道(2)縫制成長8cm的人工食管(3)，2個管道的縫合緣不能位于同一平面上。
參閱圖2所示，將規(guī)格6.5×6.5cm的豬主動脈材料(1)以3/0酶解可吸收無損傷羊腸縫線縫制成內(nèi)徑2cm、外徑2.5cm、長6cm的管道(2)。將2個6cm長的管道縫制成長12cm的人工食管(3)，2個管道的縫合緣不能位于同一平面上。
人工食管植入1、手術植入根據(jù)食管缺損長度選擇適當長度的人工食管進行手術植入以重建食管，上、下吻合口采用“疊瓦式”端端吻合。
2、術后30天左右經(jīng)內(nèi)鏡直視或X線透視下于上吻合口放置鎳鈦記憶合金食管內(nèi)支架。
動物實驗數(shù)據(jù)1、74只犬行人工食管植入重建胸段食管缺損結果總生存率達96.6％。
2、吻合口瘺發(fā)生率為0-6.6％。
3、所有存活犬無一例發(fā)生因術后狹窄而死亡。
4、最長存活犬已超過二年。
5、所有存活進食正常。
6、病理組織學示術后三個月至半年新生食管完成上皮爬覆，術后一年新生食管可見腺體及肌層再生。
權利要求
1.一種人工食管，其特征在于它用豬主動脈材料以3/0酶解可吸收無損傷羊腸線縫制成二個管道，將所述二個管道縫制成人工食管，二個管道的縫合緣不能位于同一平面上。
2.根據(jù)權利要求1所述的人工食管，其特征在于豬主動脈材料的規(guī)格為4.5×6.5cm和6.5×6.5cm，制成的二個管道規(guī)格為內(nèi)徑2cm、外徑2.5cm、長4cm和內(nèi)徑2cm、外徑2.5cm、長6cm，人工食管的長度為8cm和12cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人工食管。它用豬主動脈材料以3/0酶解可吸收無損傷羊腸線縫制成二個管道，將所述二個管道縫制成人工食管，二個管道的縫合緣不能位于同一平面上。本發(fā)明的優(yōu)點為簡化食管重建方式，縮短手術時間，減少病人手術創(chuàng)傷，不騷擾腹部消化器官，重建食管符合生理功能，術后生活質量高，不壓迫心肺，術后并發(fā)癥減少并可擴大手術適應癥。
文檔編號A61L27/00GK1444911SQ0311353
公開日2003年10月1日 申請日期2003年1月9日 優(yōu)先權日2003年1月9日
發(fā)明者張?zhí)m軍, 戌鐵華 申請人:中山大學腫瘤防治中心