用于膀胱重建的临床前组织工程策略的进展：一项系统性回顾

《Journal of Pediatric Surgery》：Advances in preclinical tissue engineering strategies for bladder reconstruction: a systematic review.

　　

摘要

引言

对于因先天异常、恶性肿瘤或创伤而需要膀胱扩大的儿科患者来说，膀胱重建仍然是一个具有挑战性的任务。本文综述了关于儿科膀胱重建的体外（in vitro）和体内（in vivo）组织工程策略的证据。

材料与方法

本研究遵循了PRISMA指南，对PubMed、Scopus和Embase数据库从数据库建立至今（截至2025年5月）的文献进行了检索。符合条件的研究探讨了用于儿科膀胱重建的生物工程构建物，并报告了组织学、分子或功能结果。两位审稿人独立进行了研究筛选和数据提取，通过共识解决分歧。

结果

共有73项研究符合纳入标准。其中，天然聚合物支架占比最高（61.6%），其次是合成支架（20.5%）和混合支架（17.8%）。功能化处理包括添加VEGF、IGF-1、bFGF、表面图案化以及使用纳米颗粒。在44项含有细胞种子的研究中，间充质干细胞是最主要的细胞类型，其次是尿路上皮细胞、平滑肌细胞和共培养细胞。在54项体内研究中，实验模型包括啮齿动物（n=30）、兔子（n=10）、猪（n=9）、狗（n=4）和狒狒（n=1），部分研究还同时使用了这两种或更多类型的动物。所有体内研究均观察到了尿路上皮和平滑肌的再生现象，90.7%的研究中出现了血管生成。34项研究评估了膀胱的功能容量，这些研究主要使用无细胞支架。天然支架能促进组织再生，而合成支架通常需要添加天然成分；混合支架的整合效果则各不相同。使用天然ECM为基础的支架时免疫反应较轻，混合支架的中等，而合成支架则会引起较长的免疫反应持续时间。有30项研究报道了并发症。

结论

持久的功能性再生似乎依赖于结合机械支撑、ECM衍生的生物活性和生物信号的集成支架设计。复合型和生物功能化支架取得了一致的结果，但仍需要大动物实验来验证其临床应用潜力。

引言

膀胱重建是儿科泌尿外科中一项关键但具有挑战性的外科手术，主要用于治疗那些膀胱结构和/或功能严重受损的先天性或后天性疾病患儿。最常见的病因包括后尿道瓣膜、膀胱外翻、神经源性膀胱以及肿瘤切除后的后遗症[1]。

这些患者的膀胱通常体积较小、张力过高且顺应性差，导致膀胱内压力升高，进而影响上尿路，久之可能导致肾功能逐渐恶化[1][2]。因此，膀胱扩大手术既具有重建作用（增加膀胱容量和顺应性），也具有预防作用（降低膀胱内压力，从而延缓上尿路损伤并保护肾功能）。

目前的标准治疗方法是肠膀胱成形术，即利用消化道的一部分（最常用的是回肠，但也可使用结肠或胃）来扩大原有膀胱[1]。虽然这种方法在机械效果上有效，但存在诸多限制和长期并发症，如代谢紊乱、泌尿系统感染、泌尿系结石和恶性肿瘤[1]。天然膀胱与肠道组织在内部层（天然膀胱具有上皮层，而肠道为非特化的尿路上皮）和肌肉层上存在根本差异，这限制了两者之间的功能整合，几乎不可避免地需要终身间歇性导尿以实现充分的膀胱排空[1]。

鉴于现有重建方法的局限性，迫切需要具有生物相容性、非分泌性、机械顺应性，并能够模拟天然膀胱结构和功能的替代材料。组织工程提供了一个有前景的解决方案，它结合了生物材料作为支架、细胞和生物活性因子，能够再现接近天然膀胱的特性[1][2]并促进膀胱再生。

本系统综述全面总结了关于膀胱重建的组织工程策略的临床前证据，特别关注生物材料设计、细胞化方法、功能结果以及在儿科应用中的转化潜力。

部分内容摘要

材料与方法

本系统综述遵循了《系统评价和荟萃分析的优先报告项目（PRISMA）声明》（http://www.prisma-statement.org/）进行。检索范围涵盖了PubMed、Scopus和Embase数据库从建库至今（截至2025年5月）的所有文献。检索策略结合了相关关键词和布尔运算符组合，例如“bladder” AND “reconstruction” OR “tissue engineering”等。

结果

共有73项研究符合纳入标准，其中19项为体外实验（26.0%），17项为体内实验（23.3%），37项结合了体外和体内方法（50.7%）。在54项体内研究中，使用了多种不同的动物模型，其中啮齿动物模型使用最多（n=30；55.6%），其次是兔子（n=10；18.5%）和猪（n=9；16.7%）。其他较少使用的动物模型还包括狗[4]（n=4）。

讨论

本系统综述探讨了临床前膀胱组织工程的最新进展，其特点是在支架设计上越来越复杂，并且越来越注重模拟天然膀胱的微环境。重要的是，从整体临床前证据来看，没有任何单一的设计参数（如材料来源、机械性能或生物功能化处理）能够单独实现持久的膀胱再生。

结论

膀胱组织工程的临床前研究表明，持久的功能性再生并非仅通过优化单个支架参数来实现，而是需要材料来源、机械支撑和生物信号的综合作用。结合结构稳定性和ECM衍生成分的复合支架，以及干细胞接种和生物活性因子的可控释放，显示出最稳定的再生效果。

CRediT作者贡献声明

Laura Giacomel：负责撰写初稿、项目管理、方法学设计、实验实施和数据统计分析。Gloria Pelizzo：负责文本审阅与编辑、结果验证、项目监督、资源协调、方法学设计以及概念框架的制定。Ugo Maria Pierucci：负责文本审阅与编辑、项目监督。Irene Paraboschi：负责文本审阅与编辑、结果可视化、数据整理、项目监督以及概念框架的构建。Massimo Garriboli：参与撰写工作。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。

Laura Giacomel | Irene Paraboschi | Ugo Maria Pierucci | Michelina Marinaro | Marco Paciotti | Vittorio Fasulo | Giovanni Lughezzani | Massimo Garriboli | Nicolò Maria Buffi | Silvia Farè | Gloria Pelizzo意大利米兰“Vittore Buzzi”儿童医院儿科外科