[发明专利]组织工程化传导束传导速度的调控方法及应用

说明书

本发明提供了组织工程化传导束传导速度的调控方法及应用。本发明通过改变组织工程心传导束构建培养过程中细胞种植密度、组织培养周期长短，发现种植密度1×10⁷cells/ml～1.1×10⁷cells/ml、培养周期2周调控传导速度最为有效。在此参数基础上，联合种植过表达Tbx3的心脏细胞和普通心脏祖细胞于胶原海绵支架构建ECT，发现70‑80％Tbx3⁺H9C2细胞与20‑30％Tbx3^‑H9C2细胞配比对传导速度精准调控的效果更佳。本发明构建得到的ECT传导速度接近在体房室交界水平，解决了组织工程化传导束(ECT)再建房室通路过程中，实现生理性房室电传导极为关键的问题，即ECT移植后如何保证房室延搁的问题，为ECT传导速度的调控，提供了一种有效办法。

技术领域

本发明涉及生物医学工程技术领域，具体涉及一种用于治疗心脏房室传导阻滞疾病的组织工程化传导束传导速度调控的方法以及由该方法构建得到的组织工程化传导束。

背景技术

重度房室传导阻滞是心脏内外科多种疾病的常见并发症，严重危害人类健康，目前临床上主要采用植入电子起搏器的方法对其进行治疗。电子起搏器可以使患者症状得到改善，但由于是机械结构，存在易受电磁干扰、缺乏神经体液调节、电极感染、电池更换以及不能随机体发育而发育等诸多问题。鉴于电子起搏器的不足，组织工程化心传导束(Engineered conduction tract or tissue，ECT)作为治疗房室阻滞的新思路，逐渐获得了国内外学者的认可和重视。所谓ECT，就是采用组织工程的方式，在心房心室间构建一束“传导组织”，通过这一“传导组织”沟通受阻滞房室间的传导。这一思路由于是组织移植再生治疗，理论上能够克服电子起搏器的不足，是房室阻滞治疗课题的理想解决方案。

目前，已有研究初步证实ECT可以再建房室通路，但若要实现生理性房室电传导，则必须解决一个极为关键的问题，即ECT移植后如何保证房室延搁。正常房室传导要经过房室交界区房室结的延搁，房室心肌才能先后有序地收缩，保证泵血功能的完成。例如人体房室结的传导速度很低，仅为0.02m/s，所以兴奋在房室交界处传导缓慢产生延搁，延搁时间约0.1s。而目前报道的ECT，其传导速度远高于在体房室交界水平(0.02-0.05m/s)，故其移植后并不能像正常房室交界一样对信号进行延搁，导致心房心室难以依次激动协调收缩。若要解决这一难题，必须考虑ECT传导速度的调控，然而目前国内外研究尚缺乏这方面工作的深入探讨。

心脏内影响传导速度快慢的主要结构性因素，是缝隙连接蛋白的表达分布。例如，人类窦房结和房室结主要由P细胞、T细胞组成，表达以传导性低的Connexin45和Connexin30.2为主，故其传导速度(窦房结为0.05m/s，房室结则约为0.02m/s)较心传导系统其他组织慢。而房室束及左右束支则主要由T细胞、浦氏细胞组成，且表达缝隙连接蛋白多的浦氏细胞数量明显居多，缝隙连接蛋白类型也以传导性高的Connexin40和Connexin43为主，故房室束及左右束支传导速度较快，达1.2～2m/s。此外，心房肌主要是Connexin40，心室肌则以Connexin43为主，所以工作心肌也是快传导。因此，心脏不同部位缝隙连接蛋白表达的数量和类型，与其传导速度的快慢直接相关。