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研究背景可生物降解输尿管支架材料的研制有其特定的背景和必然性。非降解性输尿管内支架管自1967年问世以来,广泛应用于常规的上尿路手术。双J形输尿管支架管内引流术的出现更提高了手术成功率,降低了术后并发症的发生率。但引流效果往往成为手术成败的关键,支架管本身的理化特性及设计仍然存在殛待解决的问题,严重限制了治疗效果的进一步提高。传统的非降解材料输尿管支架存在下述弊端:(1)术后再次膀胱镜取出双J管,在不具备儿童型膀胱镜的基层单位,内引流术在低龄组手术中的应用受到了限制;(2)双J管植入后,输尿管膀胱抗返流机制失控,容易发生膀胱输尿管返流,排尿时肾盂内压力升高,增加吻合口漏尿和肾盂内感染的机会。吻合口漏尿是引起吻合口周围致密纤维组织增生的主要原因,而致密纤维组织增生是肾盂输尿管连接部狭窄术后再狭窄的主要病理改变;(3)术后双J管回缩、移位,导致取出困难,甚至需要二次手术取出。上述问题困扰着临床医生,同时也使研究者的目光集中到了可降解材料输尿管支架的研究设计上。可生物降解高分子材料在医学各个领域里发挥着越来越重要的作用,实验研究及临床经验均已证实了生物降解材料在医学领域应用的安全性和有效性。受可生物降解材料在骨科等领域成功应用的启示,研究<WP=78>者试图设计一种新型可生物降解输尿管支架,该支架在完成其内引流和支撑作用后自行降解并随尿液排出体外,其优势在于避免了二次膀胱镜有创取出支架管,同时也避免了膀胱输尿管返流和支架管相关膀胱刺激症状。理想的新型可降解材料输尿管支架应在保持良好的支架功能及生物相容性前提下,降低吻合口狭窄发生率,并在完成支架和引流功能后可迅速、完全降解,随尿液排出体外。其开发前景是美好的,可生物降解材料可作为各种抗生素及生物调节因子的释出载体,含有抗生素和/或生物调节因子的输尿管支架将改善输尿管局部的愈合情况。研究目的本项研究按逆向医学应用-材料性能-物理结构-化学结构-分子设计的思路,利用高分子单体的无规和嵌段共聚等方法,制备出高分子共聚物PCL-EO(50:50)、PCLA(30:70)、PLGA(80:20),希望通过高分子共聚缩短材料的降解时间,以满足对生物降解输尿管支架材料的降解时间要求。本研究目的是通过材料体内体外降解试验及生物安全性、生物相容性评价,筛选出降解时间适宜,生物相容性良好的高分子共聚物,进一步将材料加工成管,进行输尿管原位植入实验,研究支架管的引流效果、降解规律及局部组织学、动力学影响,探讨可生物降解输尿管支架的可行性。研究方法1、体内、体外降解实验:将测试材料试件埋植在Wistar大鼠脊柱两侧肌肉内或浸泡于流动的尿液中,分别于2、4、6、8、10、12、14、16周取出,利用扫描电镜检查和分子量、重量检测了解PCL-EO的体内、体外降解情况。2、材料的体外细胞毒性评价:选用L-929细胞株作为实验细胞,观察了材料浸提液对细胞生长、附着、增殖等细胞形态学领域的影响,同时通过MTT法(四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法),对材料的体外细胞毒性进行了定量评价。3、材料致突变性评价实验:选用微核试验,将材料浸提液注入小鼠腹腔内,实验动物处死后制备骨髓涂片,瑞氏染色,每只动物计数1000<WP=79>个多染红细胞,计算微核率。4、材料的肌肉埋植实验:将测试材料试件埋植在Wistar大鼠脊柱两侧肌肉内,分别于2、4、6、8、10、12、14、16周取出,通过组织病理学切片研究材料周围组织反应。5、肾盂分泌造影检查:分别在PLGA(80:20)材料支架管内引流术后2、4、8、12周,给予实验动物全身麻醉后行肾盂分泌造影检查。6、PLGA(80:20)材料支架管内引流术后输尿管组织病理学检查:分别在支架管植入术后的2、4、8、12周处死实验家犬,对输尿管、肾脏行组织病理学检查。7、远期(植入术后12周)输尿管动力学情况观察:观察活体状态下输尿管蠕动情况,之后将双侧输尿管全段切除,将切除输尿管远端结扎,近端连接输液管灌注系统,以60cmH2O压力灌注输尿管,同一实验动物左右两侧输尿管直径对比,观察支架管植入一侧输尿管的解剖学变化。结果1、材料降解行为研究:三种测试材料的体内、体外降解趋势相同,体内降解速度略快于体外降解。材料重量损失呈平稳过程,化学降解大致成两阶段,降解初期分子量下降迅速,随后趋于缓慢。PLGA(80:20)材料降解最快,7周时材料降解为随尿液流动的细小颗粒;PCL-EO(50:50)材料在16周时接近完全降解;PCLA(30:70)材料降解最慢,16周时材料尚保留原有形态。2、材料的体外细胞毒性评价:上述三种测试材料细胞培养的相对增殖度在不同时间点均大于90%,材料毒性分级为0-1级。根据GB/T16886.5标准,本测试材料PCL-EO(50:50),PCLA(30:70)及PLGA(80:20)细胞毒性评价合格。3、材料致突变性评价实验:各实验材料浸提液组的微核率均在正常范围内(≦5‰),实验材料在本条件下无诱发小鼠骨髓多染红细胞微核率增加的作用。4、材料的肌肉埋植实验:材料植入后动物生存状态良好,无全身及局部并发症。测试材料(PCL-EO、PCLA、PLGA)植入早期(4周以内)周围