摘要

有一句著名的諺語——“我們可以通過一個人對待動物的方式來判斷他的心”。現在，這些動物通過異種移植幫助一個人挽救他的心髒和重要器官。異種移植的概念是再生和組織工程領域的一個爆炸性現象。它在醫學的許多領域有廣泛的應用-心髒病學，骨科，牙科，胃腸病學，眼科和皮膚科。這篇全麵的綜述詳細介紹了目前的方法和程序，在準備異種移植。它有助於我們對加工和臨床應用過程中可能麵臨的障礙和挑戰進行優化選擇，並展望未來的發展方向。

關鍵字

異種移植;去細胞;交聯;解毒

簡介

移植是再生和移植醫學廣闊領域的基礎。移植物與皮瓣的不同之處在於其自身沒有血液供應。嫁接的基礎是定向分化。根據移植的來源，有四種主要的移植類型:自體移植(來自同一個人)、同卵移植(基因相同的雙胞胎之間)、同種移植(同一物種之間)、異種移植(兩個不同物種之間)。

異種移植指的是將1)非人類動物來源的活細胞、組織或器官或2)人類體液、細胞、組織或器官移植或輸注到人類受體的任何程序體外異種移植的潛在目標是黑猩猩、狒狒、豬和牛。異種移植被廣泛應用於組織工程。其中，豬和牛的來源有廣泛的應用(圖1)。它們比同源移植物和異體移植物更便宜，更容易獲得。豬真皮層、肺動脈、主動脈、粘膜下膜和牛骨、心包、頸靜脈是常用的組織采集來源。脫細胞異種移植在許多領域有廣泛的應用，如;

圖1:異種移植的產品

• 心髒病:由牛心包瓣或豬肺瓣構建的生物人工心髒瓣膜廣泛應用於心髒手術[1,2]，瓣膜缺損、動脈瘤修補和室間隔缺損均可采用異種移植瓣膜和心包貼片進行修複。
• 骨科:去礦化和去抗原化的異種骨基質可用於骨科應用[3]。同樣，Krackow跟腱修複可以使用異種移植，如豬真皮基質[4]。
• 牙醫:異種移植物也用於牙科缺損的重建或缺失牙齒的替換，並可與自體移植物[5]聯合使用。
• Gastrointestinology:脫細胞異種移植已用於疝修補。與合成補片[6]相比，異種植入補片的感染、傷口並發症、胃腸道並發症和疝複發的發生率要低得多。
• 眼科:也可用於複雜的頭皮缺損、眼瞼缺損[7]。脫細胞豬角膜作為異種移植來替代缺陷角膜的可能性正在被探索中。牛心包用於羥基磷灰石植入物的包裹，使人工眼[8]的眼外肌附著時並發症較少。
• 皮膚:豬皮的成分、鎮痛特性、止血功能和膠原蛋白含量與人皮[9]相似。它被用於美容和燒傷傷口，以改善疤痕形成和感染。它也可以用來修補腫瘤切除後的區域，減少感染和液體流失的機會。在深度燒傷和疤痕中，應用網狀脫細胞異種移植物和裂厚自體皮膚移植物可誘導組織再生[9,10]。異種移植物的應用提供了一個啟動上皮細胞遷移和增殖的微環境。市麵上有許多現成的異種移植，如Apligraf®(由新生兒包皮角質形成細胞和由牛膠原蛋白和成纖維細胞製成的基質組成的皮膚結構)，Integra®(由外層矽酮層和內層交聯牛膠原糖氨基聚糖基質組成的雙層氨基真皮替代品)[11,12]。
• 此外，在泌尿學研究中，使用帶組織擴張的胎牛脫細胞異種真皮移植物進行分期乳房重建(胸擴體)、腫瘤下咽缺損重建和插入移植[13,14]。

然而，為了去除抗原因子，降低異質移植物引起的組織排斥反應和炎症反應的發生率，需要進行預處理和強化處理。本文從標本采集、脫細胞、固定、脫毒等幾個方麵對異種移植物的處理進行了綜述，使其適合臨床應用。

組織采集和運輸

選擇用於組織采集的動物經過人畜共患疾病和其他危險因素的預先篩選。所需組織在嚴格無菌條件下采集。決定這種收獲成功的主要因素取決於運輸介質。理想的輸送介質應滿足以下要求:維持細胞的活力和pH值，滋養，抑製微生物生長。然而，介質的選擇主要取決於組織的性質和運輸的時間。下麵列出了一些在不同時間線上廣泛使用的媒體，以便進行最佳選擇。

Jee et al.[15]使用漢克斯平衡鹽溶液(HBSS)將牛心包與Cifran、慶大黴素、鏈黴素、頭孢菌素、兩性黴素B的抗生素雞尾酒一起保存在4°C。

Balasundari et al.[16]使用HBSS與頭孢呋辛、慶大黴素、環丙沙星、萬古黴素、兩性黴素等抗生素雞尾酒在4°C運輸組織。

用含青黴素和鏈黴素等抗生素的磷酸鹽緩衝鹽水(PBS)輸送豬主動脈瓣導管[17]。

Lee et al.[18]使用0.1M PBS pH 7.4進行牛心包的轉運。

0.9%冷鹽水可用於將組織從屠宰場運送到目的地[19-22]。

Roswell Park Memorial Institute培養基[RPMI]也可作為移植物[23]的傳輸介質。

Golan等人[24]使用冰冷的RPMI來運輸牛胎和人腸組織。

組織蛋白在0-4°C時用作防腐劑運輸介質。[25]是一種低溫保護和膜穩定劑。

Thomas et al.[26]研究了過濾過的椰子水作為運輸介質對脫脫牙齒的療效。它是無菌的，含有多種糖、氨基酸、礦物質和電解質。比較了HBSS和牛奶的保鮮效果。結果表明，當貯藏時間超過15 min時，椰汁是比HBSS更好的運輸介質，牛奶則不如HBSS[27]。

目標是在48小時內將組織送到實驗室。介質和添加劑的選擇可以根據個人需要進行修改。但是，如果運輸時間少於兩小時，可以使用含抗生素的生理鹽水。

去細胞

脫細胞是製備異種移植物的第一步。它包括清除原生組織中可能造成鈣運輸不平衡的細胞和碎片，增加細胞內鈣濃度。它會觸發Ca₂⁺離子與細胞膜磷脂結合形成磷酸鈣晶體。因此，組織脫細胞化減少已鈣化是手術應用中的重要現象。此外，它還去除了負責免疫排斥的細胞抗原成分，特別是α-Gal和非α-Gal T抗原[29]。

移植組織脫細胞通常使用十二烷基硫酸鈉、Triton x100、脫氧膽酸鈉、核酸酶和胰蛋白酶。然而，它們對組織有刺激性，甚至在反複清洗後仍有微量殘留在組織中。據報道，這些微量的洗滌劑可能會損害異種移植物在手術植入[30]中的療效。此外，Yu et al.[17]和Zou et al.[31]推導出胰蛋白酶對組織是苛刻的。脫細胞劑的重複定量是異種移植物處理的關鍵步驟。在這個過程中，最優選擇合適的方法也是至關重要的。

成功的脫細胞應保持細胞外基質(ECM)與原始組織相似的彈性，不引起移植組織的結構或結構變化，並應降低本質上的細胞毒性。為了實現這一目標，已經采用了各種協議，它們在表1中簡要列出[8,17,21,28,29,31-35]，這有助於選擇合適的處理方法。

S.No	化學/方法	濃度	異種移植組織	結果	參考文獻
1	十二烷基硫酸鈉	0.1% SDS	牛心包	脫細胞完全，膠原ECM完整 維護	[28]
		0.10%的Tris緩衝液與核酸酶 48小時	豬主動脈	完全脫細胞，ECM結構， 保持超彈性機械完整性。	[31]
		0.25%， RT 24 h，滲透休克	牛心包	脫細胞完全，膠原ECM完整，交聯程度維持，蛋白無變性	(33、35)
		0.5% HEPES pH 7.4，在25°C下浸泡24小時	牛心包	完全脫細胞，T未受影響， d 斷裂應力和厚度應力增大	[34]
		在37°C下，0.5% PBS浸泡24小時	牛心包	膠原纖維水腫、破碎、無序，無法檢測到碳水化合物抗原α-Gal和t抗原的存在	[29]
2	海衛一X [TX]	1.0% HEPES pH 7.4在25°C下浸泡24小時	牛心包	平均厚度減小，T增加 d 移植物機械強度保持不變	[34]
		1.0%， 0.2% EDTA和核酸酶，在10 mM Tris緩衝液中，37°C	豬主動脈	完全脫細胞，保持ECM結構，厚度減小，保持超彈性力學完整性	[31]
		在37°C的PBS中浸泡48小時	牛心包	膠原纖維呈碎片狀，但有組織。無法檢測到碳水化合物抗原，α-Gal和t抗原	[29]
3.	SDS + Triton X	0.25% SDS pH 8孵卵24小時，0.5% Triton X-100孵卵24小時	牛心包	完全脫細胞，處理過的移植物中DNA顯著減少	[21]
4	Triton X+脫氧膽酸鈉	0.5% triton X和0.5% DCA加入PBS	牛心包	完全脫細胞，ECM結構和葡萄糖氨基聚糖含量保持不變，碳水化合物抗原，α-Gal和t抗原檢測不到	[29]
		0.25% Triton X和0.25% DCA在37°C	豬主動脈瓣葉	完全脫細胞，無結構變化 或骨折	[17]
5	DCA +核酸酶	1%脫氧膽酸鈉浸泡40小時以上，然後用核酸酶處理	牛心包和豬肺動脈	脫細胞完全，彈性纖維無扭曲，I型和IV型膠原構型保持，纖維連接蛋白和層粘連蛋白結構不受影響，GAG含量保留。	[35]
6	核酸酶 (DNase +核糖核酸酶)	40µ/ml的DNase和RNase 30分鍾	豬角膜	完整的去細胞	[8]
7	DCA +胰蛋白酶	0.05%胰蛋白酶12小時[與0.02% EDTA]和1% DCA 24小時[與RNAse和DNAse]在37℃	豬主動脈瓣葉	完全脫細胞，結構改變[纖維鬆散排列]，存在少量細胞碎片	[17]
8	胰蛋白酶	0.5%胰蛋白酶，0.2% EDTA和核酸酶在37°C下低滲Tris緩衝液中48小時	豬主動脈	完全脫細胞，ECM結構扭曲破碎，顯示交聯和纖維斷裂	[31]
9	凍融循環	3次循環:-196℃液氮30分鍾，37℃解凍30分鍾	豬角膜	完全脫細胞，對ECM損傷最小	[8]

表格1：脫細胞過程中涉及的洗滌劑和化學品。
RT:室溫;Td:熱變性溫度;EDTA:乙二胺四乙酸

交聯

移植物交聯以增強機械穩定性。有趣的是，固定也降低了組織的免疫原性，因為它交聯和掩蓋抗原因子[36]。在此，我們詳細介紹了目前在加工中使用的不同交聯劑及其優缺點。它們的相對優勢通常有助於選擇更好的交聯劑

戊二醛:戊二醛是一種雙醛，與賴氨酸和羥賴氨酸的氨基反應形成交聯[37]。它是最常用的交聯劑，穩定，最有效的固定組織。此外，它還可以作為殺菌劑對細菌，病毒和真菌。然而，戊二醛有幾個缺點，如表2所述[15,18-21,29,32,34,38-47]。它不能穩定組織細胞外基質的所有成分，特別是彈性蛋白和糖胺聚糖[GAGs][48]。此外，剩餘的未結合醛基可以捕獲宿主血漿鈣，促進組織鈣化[49]。炎症反應啟動巨噬細胞的激活，進而觸發基質金屬蛋白-9 [MMP-9]和腱蛋白- c [TN-C]的表達。TN-C升高堿性磷酸酶表達導致心髒瓣膜鈣化[37,49]。盡管有這些缺點，但由於長期的組織穩定性和保存和消毒移植組織的特性，它是首選的。

Genipin:它是一種天然的交聯劑，由梔子苷(一種從梔子中分離的化合物)衍生而來。它的細胞毒性比戊二醛小。Genipin與氨基酸或蛋白質自發反應生成深藍色顏料，從而影響美觀。

1-乙基-3-[3-二甲氨基丙基]碳二亞胺EDC催化羧酸與胺基的反應，通過o -酰基硫脲中間體形成酰胺鍵。n -羥基琥珀酰亞胺[NHS]加入EDC可以提高交聯效率[39]。與戊二醛[37]相比，在25 mmol/L EDC中保存交聯組織可以減少鈣化。

環氧交聯劑:烷基聚環氧化合物已用於交聯組織。然而，組織滲透力低，因為水溶性較低，需要有機溶劑。極性聚環氧化合物如三甘油三酯胺是水溶性的，因此應該很容易滲透組織和生物相容性[46]。

硫酸新黴素:移植物與戊二醛交聯會損害GAG和彈性蛋白的結構，因為它隻穩定膠原蛋白成分。這些成分在組織的加工或儲存過程中丟失。為了保存GAG的含量，Raghavan等人設計了一種使用硫酸新黴素(一種透明質酸酶抑製劑)的方案，防止酶介導的GAG降解。

染料介導的光氧化:它不需要任何刺激性的化學物質。在合適的光敏劑[亞甲基藍、亞甲基綠和玫瑰孟加拉染料]的存在下，某些氨基酸可在可見光照射下被氧化。因此，染料介導光氧化處理的移植物有望成為一種長期可植入的生物材料。

為了克服戊二醛的缺點，研究了幾種交聯方法。在某些研究中，戊二醛被絲素和殼聚糖(1:1)在輻照(電子束)下交聯取代。降低鈣化和細胞毒性的風險。然而，它仍然是交聯組織最廣泛使用的試劑。強烈建議開發一種不使用刺激性化學物質的合適方法。交聯劑的詳細情況見表2。

S.No	化學/方法	濃度	異種移植組織	結果	缺點	參考
一個	戊二醛(GA)	0.2%的PBS在MES中 在RT	豬主動脈根	交聯貪汙	寬鈣帶	[38]
		0.25%在0.05M HEPES, pH值7.4,3 在RT的日子	脫細胞牛心包	交聯效果好，機械強度好，抗酶消化	顏色變為暗黃色，交聯限製滲透空間fi細胞毒性高	[21]
		0.5%， RT 3天	牛心包	良好的交聯	觀察到高水平的炎症細胞，增加鈣化的風險	[32]
		0.5%的PBS, pH值7.4，室溫14天	牛心包	通過賴氨酸和組氨酸含量的降低，形成穩定的鍵	GA殘留的遊離醛基具有細胞毒性，可導致組織鈣化	[18]
		HEPES pH值7.4,0.5% 在RT待兩天	脫細胞牛心包	穩定的組織交聯	GA固定組織的細胞毒性最高，可見高鈣化和膠原纖維變性	[39]
		0.6%， 50毫米肝 pH值7.4 5天	脫細胞牛心包	交聯的組織	生成遊離醛，抵抗酶降解	[29]
		HEPES pH7.4的0.6% 在22°C下過夜，然後用0.2% GA保存2天	牛心包	移植物交聯穩定	剛性和脆弱移植物，巨噬細胞浸潤，MMP-9和TN-C的表達	[19]
		HEPES pH7.4的0.6% 22°C過夜，然後0.2% GA處理2天	豬主動脈	抗膠原酶消化，表明與主動脈膠原蛋白交聯穩定	由於GA與彈性蛋白結合不穩定，因此彈性酶介導的降解率較高	(40、41)
		在50mM HEPES中0.6% pH 7.4 24小時，然後用0.2% GA治療HEPES 為期6天	豬主動脈瓣瓣尖和主動脈壁	膠原蛋白的穩定性	顯著損失的gag，因此增加屈曲深度。	[42]
		0.625% HBS在25°C下放置24 h	脫細胞牛心包	交聯指數高，交聯指數低 剩餘氨基含量	-	[34]
		在PBS pH 7.4中的0.625% 在4°C下放置7天	牛心包	交聯的組織	鈣化觀察 移植組織	[20]
		在PBS pH 7.4中的0.625% 在4°C下放置10天	牛心包	組織與膠原蛋白氨基酸殘基反應的交聯	GA聚合和未反應的醛基以殘留物的形式存在	［15］
		0.3125%、0.625%、 1.2%增長時間 曝光5 10 20 30分鍾	豬 心包	交聯的組織	隨著濃度的增加，鈣化程度升高;延長治療時間減少鈣化	[43]
		0.3125%、0.625%、 1.2%增長時間 曝光5 10 20 30分鍾	牛心包	交聯的組織	隨著濃度的增加，鈣化程度升高;延長治療時間增加鈣化	[43]
		0.2% GA比較 0.6% GA	牛心包	在短時間暴露中，0.2%濃度比0.6%濃度表現出更少的鈣化、炎症和抗體反應。	高濃度的赤黴素比低濃度的赤黴素在短時間內具有毒性作用	[44]
B	Genipin	0.4%，持續5天	牛心包，脫細胞牛心包	與ga交聯心包相比，鈣化減少，炎症細胞減少	接枝上形成深藍色色素;交聯電位低於GA	[32]
		0.3%， 0.01 M PBS pH7.4, RT 3天	脫細胞牛心包	有效的交聯移植組織，提高機械強度，細胞毒性最小	反應顏色為深藍色。與GA相比，對酶消化的抵抗力更小	[21]
C	1-乙基-3-[3-二甲氨基丙基]碳二亞胺	0.1 M, 25°C, 24小時	脫細胞牛心包	使用TX作為脫細胞劑降低斷裂應變	交聯指數比GA低	[34]
		30 mM EDC和6 mM NHS在0.05 M MES pH 5.5毫克，連續3天	脫細胞牛心包	有效的交聯和機械強度。當與空間填充物如Jeffamine結合使用時，對酶消化的抵抗力會提高。	處理後呈白色。比GA交聯的細胞毒性更強。對鈣化緩解沒有太大影響 易受pronase消化	[21]
		0.05 M EDC和0.01 M NHS pH 5.5在RT下進行2天	脫細胞牛心包	鈣化沉積和炎症細胞浸潤減少。良好的膠原蛋白結構保存。交聯效率與GA交聯相似	-	[39]
		60 mmol/L Jeffamine在MES中作用30 min;然後用0.3 mol/L EDC和0.1 mol/L NHS在RT、pH為5的條件下攪拌2.5 h	ga交聯豬主動脈壁	交聯組織，鈣化水平降低，隨後儲存在EDC進一步降低鈣化	單獨EDC不能減少鈣化	(38歲,45歲)
D	聚環氧[甘油三酯胺:TGA]	pH 7.4硼酸甘露醇緩衝液中的100 mM TGA及其與100 mM硫代硫酸鹽的中和	豬主動脈瓣瓣尖和主動脈壁	豬主動脈瓣尖端具有生物相容性，抗鈣化	豬主動脈壁沒有顯示出預期的結果。TGA製劑不能完全防止長期鈣化	[46]
E	聚環氧[甘油三酯胺:TGA]	pH 7.4硼酸甘露醇緩衝液中的100 mM TGA及其與100 mM硫代硫酸鹽的中和	豬主動脈瓣瓣尖和主動脈壁	豬主動脈瓣尖端具有生物相容性，抗鈣化	豬主動脈壁沒有顯示出預期的結果。TGA製劑不能完全防止長期鈣化	[46]
E	三硫酸新黴素	MES中1 mM NEO [pH 5.5]持續1小時+ 30 mM EDC, MES中6 mM NHS持續24小時+ 0.6% GA在HEPES中[pH 7.4]持續24小時+0.2% GA在HEPES中[pH 7.4]持續5天	豬主動脈瓣瓣尖和主動脈壁	抗彈性蛋白酶和GAG降解酶的穩定性優於GA處理的組織，膠原蛋白穩定性優於GA處理的組織。屈曲深度低於ga固定骨	-	[42]
F	染料介導的光氧化	移植物浸泡在光活性染料中並暴露在寬波長光源下	豬主動脈	生物穩定性，表達低免疫原性反應，無炎症，抗鈣化，可穩定蛋白溶液	大鼠模型出現輕度鈣化，幼羊模型未見明顯鈣化	[47]
G	紫外線照射	15W UV燈[254 nm]在4°C下照射24小時	脫細胞牛心包	較少的炎症細胞浸潤和鈣化水平，與GA相比具有更好的機械性能和交聯，保持組織的柔韌性	易被pronase消化，對豬成纖維細胞有毒，膠原纖維降解，熱穩定性差	[39]

表2:用於移植物交聯的化學物質和分子
RT:室溫;EDTA:乙二胺四乙酸;GA:戊二醛;NHS: n -羥基琥珀酰亞胺;嘔吐:Glucosaminoglycan

解毒

含鈣礦物沉積物的形成可能導致尖端或血管僵硬，失去柔韌性和瓣膜堵塞，部分原因可能是交聯劑[51]的毒性作用。此外，磷脂中的磷基可以與細胞外液中的鈣結合，啟動磷酸鈣晶體的形成。

殘餘醛基的中和:用戊二醛預處理組織會由於聚合而釋放剩餘的醛基。這些殘餘醛基增強了異種移植物的鈣化率，並具有細胞毒性[18,29]。像α-氨基油酸這樣的化合物是高度疏水的，並且限製了戊二醛交聯組織中的殘餘醛基，與戊二醛處理相比，減少了~20%的鈣化。AOA還可以作為一種洗滌劑，提取磷脂，減少細胞膜中的鈣化位點[37]。商用閥門如美敦力(Minneapolis, MN, USA)使用α-氨基油酸作為其閥門(AOA®)的抗鈣化劑。肝素能解毒戊二醛[52]中的醛基。Shelhigh公司的No react®戊二醛是一種基於肝素的脫毒方法，其中戊二醛處理的移植物浸泡表麵活性劑[53]。然而，肝素對[54]有有害影響，因此可以避免。亞硫酸氫鈉是還原劑，與乙醛[55]反應生成α-羥基磺酸鈉。檸檬酸是一種具有四個羥基的有機酸，它能使氨基酸化並中和遊離醛基[56,57]。 It also interacts with Schiff base entities generated on aldehyde-amino group reaction inducing hydrophilicity on surface of the collagen fiber. It was also deduced that citric acid detoxification improved endothelial progenitor cell adhesion and proliferation [29].

各種氨基酸被用來解毒戊二醛處理後殘留的醛。這可能是由於氨基酸的胺基和遊離醛基之間的反應。濃度、pH和反應時間等處理條件影響[29]的抗鈣化效果。氨基化合物單獨作為抗鈣化劑使用時，在組織中表現出鈣化作用，但與有機溶劑聯合使用時，鈣化作用降低到低量[58]。

gag和非膠原蛋白似乎主要參與鈣化過程的調節。透明質酸(HA)，一種GAG，是ECM的組成部分。它是可生物降解的，無毒的，不是免疫原性的。通過與遊離醛基反應形成穩定的腙鍵，證實了GAG的抗鈣化性能。HA還可以作為水凝膠用於心包，通過交聯肼鍵獲得持續的抗鈣化效果[41,59]。此外，當組織脫細胞時，空間被創造出來，這增加了鈣沉積的可能性。這可以通過在固定[21]前用間隙填充物處理組織來解決。空間填充物可與其他抗鈣化技術協同使用，以獲得更積極的效果。

凍幹技術是一種冷凍幹燥技術，可以儲存像組織這樣的樣本，保存它們的結構和活力。這個過程減少了殘餘醛的量。凍幹是保存心包[60]較好的方法。

磷脂刪除:磷作為磷脂的存在，在細胞膜上會導致鈣化。血漿中的鈣離子與磷反應形成磷酸鈣沉積物[28]。因此，去除磷脂可以減少鈣化的發生。酒精可通過溶解細胞膜和使移植物組織磷脂酰鏈紊亂來減少鈣化。乙醇被用作抗鈣化劑由St. Jude Medical, Minneapolis, MN, USA (Epic^®閥門)，與吐溫-80一起，它被美國加利福尼亞州聖安娜愛德華茲生命科學公司用於其產品XenoLogiX^®長鏈醇(LCA)具有類似磷脂的結構。LCA替代磷脂，降低鈣化的發生[60]。短鏈醇(SCA)與LCA聯用可提高其在水溶液中的溶解度，減少膠束形成，並促進對厚組織的滲透[36]。

單寧酸[TA]是一種可水解多酚。戊二醛固定導致彈性蛋白降解，降低機械穩定性。TA與彈性蛋白和膠原蛋白形成多重鍵。彈性蛋白含量的保存抑製戊二醛處理組織的彈性蛋白定向鈣化。

結晶抑製劑:結晶抑製劑通過與晶體核結合來阻止鈣晶體的形成。焦磷酸鹽是一種存在於血清和尿液中的天然聚磷酸鹽，從20世紀60年代開始，通過與羥基磷灰石結合來防止鈣化[61]。然而焦磷酸鹽隻有在注射時才能抑製鈣化，因為口服給藥會水解並失活。因此合成了焦磷酸鹽和鈣結合化合物的穩定類似物雙磷酸鹽[61]。它被稱為晶體毒藥，因為它與羥基磷灰石晶體結合並抑製晶體的進一步生長。乙二胺四乙酸(EDTA)是一種螯合劑，可以通過隔離Ca等金屬離子來減少鈣化^{2 +}減小晶體的尺寸。EDTA還抑製基質金屬蛋白酶。然而，這些方法都不能阻止晶體形成的過程，而隻能使其最小化。

一氧化氮等方法:一氧化氮供體通過增加細胞內cGMP和降低超氧化物濃度抑製TGF-β1介導的鈣化。TGF-β1是一種在主動脈瓣狹窄中起作用的細胞因子，在主動脈瓣細胞培養中可誘導細胞聚集形成鈣化結節在體外[62]。一氧化氮以s -亞硝基硫醇的形式[如半胱氨酸][63]，通過依賴cGMP和獨立cGMP的方法降低靶組織的血栓形成性。乙醚和殼聚糖也能使移植組織解毒。具體情況見表3[15,18-22,28-30,32,34,37- 40,46,52,54,56,58-60,64-73]。

S.No	化學/方法	濃度	異種移植組織	動物實驗結果	參考
一個)中和剩餘醛基
1	α氨基油酸 (AOA)	豬主動脈壁組織來自美敦力Freestyle瓣膜，含有AOA	GA交聯豬 主動脈	表麵鈣帶較少凝結，鈣化部位分散。AOA在EDC交聯後更有效地減少鈣化	[38]
		豬主動脈壁組織來自美敦力Freestyle瓣膜，含有AOA	Jeffamine/EDC交聯豬主動脈	鈣化顯著減少。	[38]
2	肝素鈉	最初暴露於殼聚糖，0.1%肝素pH 7.4，在4°C下7天，然後0.1M硼水化鈉[NaBH]， pH 4 8.8在RT下24小時	GA交聯牛 心包	鈣化明顯減少，但有變化 注意到機械功能	[52]
		腹主動脈無支架導管	GA交聯牛心包合並豬瓣膜	移植物破裂，主動脈破裂 根。	[54]
3.	硫酸氫鈉	40%， 4°C 24小時	GA和Genipin交聯牛心包	保持交聯度和組織強度，防止鈣化，	[32]
4	檸檬酸	10%檸檬酸在PBS中 30分鍾	脫細胞GA固定牛心包	與半胱氨酸反應後遊離醛解毒率為79.50±3.63%，抗拉強度較高	[29]
		5%和10%，30分鍾	GA交聯牛心包	10%檸檬酸能較好地降低遊離醛濃度	[56]
		3.8%， pH 7.4, 37°C 48 h	GA交聯牛心包	與對照組相比，鈣水平最低	[64]
	氨基酸
5	精氨酸(Arg)	2%的PBS pH值11在不同的暴露時間為2小時，6小時和2天	GA交聯牛心包	精氨酸作為填充劑，使移植物不滲透血漿鈣，減少鈣化。增加對膠原酶消化的抵抗力。耐久性高，低蛋白質吸附和血小板粘附，增強血液相容性	［15］
		0.1 M L-Arg, pH 11，在37°C下浸泡48小時，然後0.1 M NaBH，在室溫下浸泡48小時 4	GA交聯牛心包	增加抗拉強度和接枝厚度。保持了熱穩定性。未觀察到對鈣化的影響。	[65]
6	甘氨酸	0.2 M PBS, pH 7.4, 4°C, 24小時	脫細胞GA固定牛心包	移植物微觀結構未改變，交聯程度和組織強度未受影響	[32]
		0.1 M醋酸緩衝溶液[pH 4.5]， 37°C 48小時;然後 在PBS緩衝0.1M pH為7.4的硼水鈉溶液中浸泡24小時	GA交聯牛心包	結構、交聯程度和組織強度不受影響，幾乎完全抑製鈣化	[19]
7	L-Glutamic酸	在0.1 M PBS中浸泡24小時，20°C	GA交聯牛心包	明顯的炎症反應和鈣化。	[28]
		在0.1 M PBS中浸泡24小時，20°C	脫細胞GA交聯牛心包	減少炎症反應和鈣化	[28]
		0.025 mol/L硼酸鹽緩衝液調節為堿性pH	GA交聯牛心包	隨著加工時間的增加，膠原蛋白和彈性蛋白的天然結構變得支離破碎	[66]
8	賴氨酸(賴氨酸)	25, 50和100毫米在37°C， 2天	0.2%和0.7% GA交聯豬主動脈	減少鈣化。	[37]
		0.1 M, 37°C, 48小時	GA交聯賴氨酸處理牛心包	鈣化明顯減少	[67]
		0.1 M Lys, pH 7.6，在37°C下48小時，然後0.1 M NaBH，在RT下48小時 4	GA交聯牛心包	心包纖維層可見鈣沉積。處理後的接枝抗拉強度提高	[65]
9	Urazole	0.1 M PBS, RT持續1周	GA交聯牛心包	觀察到鈣化，但與酒精聯合使用時鈣水平顯著降低	[58]
10	透明質酸(HA)	ha -己二酸二肼(ADH)的合成，EDC, pH為4.8,2小時。	GA交聯牛心包	由於HA隔離鈣離子防止羥基磷灰石成核，鈣化降低84.5%	[59]

11空間填充劑
一個	傑弗明(聚丙烯乙二醇雙氨基丙醚)	0.06 M, 0.25 M MES pH 5，在RT下24小時	脫細胞牛心包	組織變厚。Jeffamine增加 細胞毒性。	[21]
b	聚乙二醇	50%在0.01 M PBS pH 7.4, RT 24小時	脫細胞牛心包	組織變厚。好anti-calcification 的效果。	[21]
c	聚丙烯酰胺	30g丙烯酰胺/雙丙烯酰胺37:1比例和4% DMPA 0.01 M PBS pH 7.4在室溫下24小時	脫細胞交聯牛心包	組織變厚。用聚丙烯酰胺填充空間後，強度增加	[21]
12	鈉borohydrate (NaBH) 4	0.1 M硼水化鈉	GA交聯牛 心包	鈣化水平降低。將過剩固定產生的表麵遊離醛中和為羥基。	[52]
		0.08 M NaBH 24 h 4 在甘氨酸緩衝液中RT 碳酸鹽緩衝液 個別(pH值7.5)	豬主動脈瓣尖	對減少鈣化沒有什麼效果。 半衰期有限，對pH值敏感。與醇處理相結合可提高其抗鈣化性能，在碳酸鹽岩緩衝液中效果最好	[68]
		0.08 M NaBH 24 h in 4 碳酸鹽岩緩衝液(pH 10.3)	GA固定豬主動脈 瓣葉	觀察到大量鈣沉積	[22]
13	鈉cyanoborohydride	0.08 M氰化硼氫化鈉，在0.2 M HEPES中，在RT下浸泡24小時， 0.1 M NaOH, 0.15 M甘氨酸(pH7.5)	豬主動脈瓣尖	罕見且不規則的鈣化 與酒精混合觀察。	[68]
14	鈦塗層	等離子體沉積 鈦	GA固定牛心包	暴露於鈦會降低遊離醛 GA處理產生的濃度	[56]
15	醛脫氫酶	1毫升溶液24小時	GA固定牛心包	顯示出良好的遊離醛還原 濃度	[56]
16	序次處理[檸檬酸、乙醛脫氫酶、鈦塗層]	相同的反應條件分別提到	GA交聯牛心包	三種方法的結合降低了遊離醛的濃度。這些移植物內皮細胞存活率為94.1%	[56]
17	凍幹		脫細胞EDC交聯牛心包	降低遊離醛含量	[30]
			牛心包	閥瓣剛度增大。與未處理移植物相比，瓣膜開閉改變，導管梯度增加	[69]
			GA固定牛 心包	植入6個月後炎症反應降低，沒有增加血栓形成的機會	[70]
			GA固定牛 心包	降低細胞毒性，機械性能 維護。	[60]
b)磷脂去除
18	有機溶劑	80%乙醇24小時 pH值7.4	GA交聯豬 主動脈瓣尖	移植物中部鈣化程度降低，偶有發生。當與還原劑如硼水化鈉結合時，效果最佳	[68]
		80%乙醇在HEPES (pH 7.4) 24小時	GA交聯豬 主動脈瓣尖	鈣含量降低，屈曲的傾向就更高	[22]
		80%乙醇24小時+0.1 M NaBH 48小時 4	GA交聯牛心包	觀察到抗鈣化性能。	[65]
		75%乙醇+5%辛醇 RT 2天	GA和Genipin固定 牛心包	減少鈣庫	[32]
		77.5%乙醇+2.5%辛醇/辛二醇48小時	GA交聯/ urazole治療牛心包	鈣化明顯減少，組織萎縮 建築沒有表現出惡化。與烏拉唑/穀氨酸等氨基化合物聯用效果較好	[58]
		75%乙醇+5%辛二醇，RT 2天	GA和Genipin交聯牛心包	優秀的anti-calcification	[32]
		40%乙醇+5%辛二醇浸泡HEPES 68 h	牛心包和 豬閥	降低鈣化潛能和磷脂含量，以及生物相容性。彈性蛋白和膠原纖維含量保持不變	(71、72)
		70%乙醇+10%異丙醇，RT 2天	GA和Genipin交聯牛心包	優秀的anti-calcification	[32]

19	有機溶劑+甘氨酸[協同法]	65%乙醇+5%辛醇; 0.1 M甘氨酸，pH值4.5	GA交聯牛心包	無結構變化，植入時間短，鈣化程度低;長期有益嗎	[18]
20.	酒精 (乙醇+辛醇)+甘氨酸	75%乙醇，5%辛醇 RT 2天;0.1 M甘氨酸pH 7.4 24 h RT	脫細胞牛心包	用酒精提取磷脂，用甘氨酸解毒遊離醛殘留物，減輕鈣化和細胞毒性	[39]
21	丹寧酸	Na HPO的GA含量為0.3% 2 4 緩衝鹽水pH5.5 for 22°C下4天	GA交聯牛心包	鈣化減少[檢測到微量鈣水平]，MMP-9和TN-C表達減少和巨噬細胞浸潤	[19]
		Na HPO的GA含量為0.3% 2 4 緩衝鹽水pH5.5 for 22°C下4天	GA交聯豬 主動脈	穩定彈性蛋白，防止彈性酶介導的降解和彈性蛋白定向鈣化	[40]
c]結晶抑製劑
22	肌醇六磷酸	0.25、0.5、1.0 mg/l;與移植物在37℃孵育96 h	GA交聯牛心包	有效的鈣化抑製作用。即使在0.25毫克/升的濃度下，鈣化水平也會急劇下降。毒性較小，可抑製羥基磷灰石結晶	[20]
23	焦磷酸	1 mg/l、0.5 mg/l;與移植物在37℃孵育96 h	GA交聯牛心包	與對照組相比，1 mg/l濃度的GA處理樣品鈣化程度較低，0.5 mg/l濃度的GA處理樣品鈣化程度相似	[20]
24	Etidronate	1 mg/l、0.5 mg/l;與移植物在37℃孵育96 h	GA交聯牛心包	濃度為1 mg/l時鈣化程度較低，濃度為0.5 mg/l時無抑製鈣化作用	[20]
25	2-巰基亞甲基- 1,1-雙膦酸	20mm MABP硼酸甘露醇緩衝液[pH值7.4]孵育過夜	聚環氧交聯豬主動脈瓣尖端和主動脈壁	完全抑製鈣化	[46]
26	乙二胺四乙酸	11% EDTA, 48小時	GA交聯牛心包	鈣水平低於對照組	[64]
		100µg/ml PBS在4°C下浸泡24小時，然後GA固定，然後第二次暴露於100µg/ml PBS在RT下浸泡24小時	GA交聯牛心包	減少鈣晶體的形成，減少醛引發的鈣化。減少鈣化，但不能預防鈣化	[73]
d .其他方法
27	殼聚糖	0.125%殼聚糖pH = 6 4°C 72 h	GA固定牛 心包	鈣化水平沒有減輕，力學行為的變形被觀察到	[52]
28	乙醚	70%醚[pH 3]在RT下連續攪拌4小時	GA固定牛 心包	抗鈣化效果好，鈣離子水平由對照組的194.5µg/mg降至3.69µg/mg	[34]
29	熱處理	50°C 2天	GA固定牛 心包	抑製鈣化，無機械變形	[34]
30.	序貫治療(殼聚糖、肝素等)	相同的反應條件分別提到	GA交聯牛 心包	有效，鈣離子含量大幅降低。機械行為在治療後發生改變，但已足夠	[34]
31	半胱氨酸(半胱氨酸)	0.25-2.0 w/v半胱氨酸，25°C 24 h	脫細胞GA交聯牛心包	Cys利用殘餘醛，減少鈣化。Cys也可能與s -亞硝基硫醇交換一氧化氮[供體]在活的有機體內這可能會減少血小板粘附。	[34]
		0.25-2.0 w/v半胱氨酸，25°C 24 h	脫細胞EDC固定牛心包	半胱氨酸摻入較低	[34]
32	一氧化氮	NO供體DETA- NONOate 5-1s00µM，硝普鈉[SNP] 3µM	豬主動脈瓣細胞	通過增加cGMP濃度抑製TGF-β1介導的鈣化。	[62]

表3:交聯移植物的解毒作用
RT:室溫;GA:戊二醛;EDC: 1-乙基-3-[3-二甲氨基丙基]碳二亞胺

新方法:結合內皮細胞和/或納米技術

新的方法可能有助於改善這一領域，為人類服務

• 納米顆粒的結合，以提高療效，並幫助愈合慢性傷口和潰瘍。
• 在緩釋/控釋異種瓣膜移植中添加抗凝劑。
• 在脫細胞組織內皮細胞和膠原蛋白的腫瘤去除部位添加抗癌藥物可以提高異種移植的持久性和生物相容性。研究發現，這些組織無細胞毒性、無免疫原性、無鈣化性，並具有更好的抗血栓形成性[74]。這種方法將減少相容性問題引起的並發症，並可通過在可生物降解聚合物上培養內皮細胞來生成異體/自體移植物[75]。
• 用免疫抑製劑包裹異種移植物可能有助於防止排斥反應。對這些方法進行臨床研究是臨床和醫學應用的必要條件。

異種移植中的障礙

a)免疫障礙:人類具有異種調節天然抗體，當他們接受不一致物種的異種移植時，會導致超急性排斥反應。這種排斥反應是基於人類缺乏α-1,3半乳糖轉移酶。大多數人非gal異種抗體的靶點是由CMAH(胞苷單磷酸-乙酰神經氨酸羥化酶)基因合成的唾液酸n-糖酰神經氨酸(Neu5Gc)，該基因在人體內無活性[76]。它可以通過使用基因工程敲除轉基因動物來克服。移植排斥反應的風險可以通過測量麵板反應性抗體水平來估計。凝血功能失調發作的病例也有報道。插入突變是一個需要深入研究的重要實體。

b)生物障礙:移植後人類麵臨異種動物感染的風險。豬內源性逆轉錄病毒(PERV)、豬流感病毒、日本腦炎病毒、戊型肝炎病毒、尼帕病毒、Bubaline皰疹病毒、癸痘病毒和牛蟲媒病毒構成嚴重的病毒性人畜共患威脅。此外，朊病毒疾病的傳播，如Cruezfeld Jacobsons病、細菌和線蟲感染也是一個潛在的障礙[77]。從無特定病原體的動物身上采集器官可以控製異種動物感染的問題。

結論

這篇詳細的綜述闡述了製作異種移植物的步驟方法，遇到的挑戰和克服它們的可能方法。加工後的異種移植物的機械強度相當於或高於同種移植物。移植物的抗鈣化處理將異種移植物的鈣化潛力降低到與同源移植物相當的水平。各種解毒方案中和化學處理後殘留的有毒殘留物，從而使其對人類使用安全。需要考慮到這些障礙，並相應地加以處理。使異種移植物相容性更好、毒性更小的前景可以進一步探索，使其成為理想的移植物。為移植目的宰殺動物可以通過使用其他替代品，如同種移植物、假體和可生物降解的合成移植物來減少。

確認

感謝同事們的討論和審稿。

資金來源

這項工作由邊境生命線醫院和K. M. Cherian博士的心髒基金會資助。

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文章類型:評論文章

引用:Satish A, Chandrasekaran J, Indhumathi T, Cherian KM, Ramesh B(2016) 360°製作用於外科應用的非細胞和生物相容性異種移植。中國外科雜誌2(6):doi http://dx.doi.org/10.16966/2470-0991.132

版權:©2016 Satish A, et al.。這是一篇開放獲取的文章，根據創作共用署名許可的條款發布，允許在任何媒介上不受限製地使用、分發和複製，前提是要注明原作者和來源。

出版的曆史:

收到日期:2016年6月03日

接受日期:2016年7月15日

發表日期:2016年7月20日