气管病变主要由先天狭窄、感染、创伤、肿瘤等引起,气管切除并端端吻合是其治疗金标准。气管病变切除范围超过成人气管长度的1/2或儿童的1/3,则需要气管替代物来重建气道的连续性。组织工程是结合工程技术和生物学原理应用于功能性组织替代的一个新兴研究,以促进受损组织再生,有望成为长段气管重建的有效治疗手段。本研究以新西兰兔为对象,制备和评估NaClO4处理后气管基质的生物性能,经综合比较筛选出最佳浓度,并监测其免疫原性和排斥反应,为同种异体气管移植提供实验依据。第一部分脱细胞气管基质材料的制备及生物性能检测目的：制备脱细胞气管基质材料,并检测其相关性能,遴选最佳高氯酸钠(NaClO4)处理浓度。方法：1、获取经NaClO4处理的气管基质；2、通过扫描电镜及DAPI染色观察基质结构及细胞去除情况；3、细胞外基质内GAG量化及生物力学测试；4、组织学及软骨细胞活力检测评价气管基质ECM的黏膜及软骨情况。结果：1、扫描电镜(SEM)图观察到,该生物工程气管的内壁具有一个完整的基底膜(BM),这将保留包括渗透屏障在内的很多生物功能；2、NaClO4脱细胞过程,能有效去除气管基质的黏膜层的细胞分子,黏膜下腺体和软骨膜,但使力学性能有一定程度下降,而监测基质内的GAG含量却能得以保存；3、组织学监测5%NaClO4化学处理能够保留气管基质材料的结构：即去除了黏膜上皮细胞、黏膜固有层细胞、腺体,而基底膜连接完整,胶原蛋白、弹力纤维和网状纤维未完全破坏,且能保留基质内的软骨细胞。结论：在该项研究中,我们综合比较不同浓度NaClO4化学脱细胞方案对ECM成分、微观结构和力学性能及去除免疫原性效率,经扫描电镜、DAPI染色、GAG量化、生物力学检测及组织学分析,遴选最佳脱细胞浓度,以获取适合同种异体组织工程气管重建的基质材料。第二部分体内外评估脱细胞气管基质材料的免疫排斥反应目的：研究经最佳NaClO4脱细胞浓度处理后,气管基质材料的免疫原性和排斥反应,为同种异体气管移植研究提供实验依据。方法：1、体外通过免疫组化方法检测基质材料的MHC类分子表达；2、经同种异体移植验证脱细胞基质材料的免疫排斥反应；3、对移植物进行组织学分析及检测受体体内血清免疫球蛋白来评价免疫排斥反应。结果：1、免疫组化染色示：MHC-类抗原的分布,主要表达于上皮层,黏膜下腺,和软骨膜,而不是在软骨细胞或软骨基质,而5%NaClO4脱细胞处理,能明显去除黏膜,黏膜下腺,软骨膜(而非软骨)的MHC抗原分子,只有软骨细胞核被苏木素着色；2、移植30d后,新鲜气管外侧包绕了厚厚的一层炎症结缔组织,囊内气管结构有所破坏,并有大量脓液集聚。而5%NaClO4脱细胞组的气管基质覆盖的纤维较薄,无炎症反应,并有新生血管形成；3、术后30d的新鲜组埋植气管的HE染色：显示了较严重的排斥反应,包括炎症细胞的浸润,腺体破坏,软骨缺损以及纤维的断裂。而5%NaClO4脱细胞处理的基质材料在收获时,则没有明显的排斥反应,没有炎细胞的浸润,并且软骨和基质纤维层完整。结论：动物模型验证了经NaClO4化学脱细胞处理后,气管基质材料内软骨细胞的“免疫豁免”特性,其生物相容性良好,该方案简化了脱细胞处理以及节约成本和时间,适合构建组织工程气管基质材料。