3D打印PCL气管外支架复合皮瓣构建新型气管替代物

目的长段气管缺损的修复在世界范围内仍然是一个挑战,本研究旨在探究基于自体组织复合材料的长段气管缺损一期修复重建。方法体外实验中,通过模拟管腔负压观察气管替代物的塌陷情况,选择塌陷程度最低的气管替代物用于气管重建。体内实验中,通过切除比格犬5 cm长的气管构建气管缺损模型,使用气管外支架复合颈部带血管蒂皮瓣构建气管替代物进行气管重建。结果本研究共设计3种C型支架(开口距离为5、10、15 mm)。在体外-10 mm Hg条件下,C5mm,C10mm和C15mm 3种气管替代物的塌陷程度分别为22.3%、31.2%和70.3%(P<0.05)。当负压达到-30 mm Hg时,C10mm型气管替代物管腔塌陷程度超过70%,C15mm型气管替代物管腔完全塌陷,而C5mm型气管替代物管腔塌陷程度为45.74%,因此最终选择C5mm气管外支架用于体内气管重建。同时压力-位移曲线显示C5mm型气管替代物的力学性能高于原生气管,这保证该气管替代物拥有足够的力学强度以维持气管的通畅。在体内实验中,比格犬的中位生存时间为41 d,X线检查显示术后4周气管替代物管腔的通畅度在40%以上,HE结果显示皮瓣的血供充足。结论3D打印PCL气管外支架能够有效支撑皮瓣,避免气管替代物发生塌陷。因此,3D打印PCL气管外支架复合皮瓣构建气管替代物是长段气管缺损潜在的一期修复重建方式。