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在20世纪40～50年代，随着心血管外科技术的迅猛发展，特别是现代体外循环技术的诞生及心脏直视手术的开展，各种材料的心血管代用品也应运而生。它包括金属材料、无机材料和有机材料三大类，而金属材料及无机材料由于柔韧性和组织相容性差，容易导致手术后感染、血栓形成、出血等并发症而在临床上应用逐渐减少。而作为有机材料的生物组织与前两者相比，具有血流动力学性能较好、栓塞的危险性较小、极少产生溶血性贫血、不用抗凝治疗、取材方便、成本低廉等优点，从而使生物材料的研究得到了广泛的开展。但生物材料的主要缺点是耐久性较差，容易发生组织退变、钙化等问题。为此，许多实验室及学者从事了大量研究，以试图克服这些缺陷，一些学者曾试用过各种不同的生物组织，如:阔筋膜、腹直肌鞘、心包、腹膜、猪主动脉、牛心包、硬脑膜等。用了各种不同的处理及保存方法，如:羟丙酸β内酯、γ射线照射、干燥冷冻法、冰冻法、甲醛溶液、乙烯氧化物、高浓度抗生素等。但由于这些新鲜生物组织或用上述方法处理保存的生物材料失效率极高，均不能被临床医师所接受，因而，生物组织的临床应用一度处于停滞状态。直到1968年，法国的Carpentier ［1］ 等提出使用戊二醛处理和保存生物组织后，生物材料的耐久性大大提高，因而重新被临床广泛应用。经过30多年的发展，目前公认的比较好的生物材料为经戊二醛复合鞣制的牛心包片，它作为一种天然的生物材料，经复合鞣制后植入体内，由于其组织强度大，生物相容性好，寿命长，易于塑形及缝合，且来源广泛，逐渐成为一种具有相当发展潜力的生物材料。
1 牛心包的组成成分及结构特性
牛心包的厚度约0.1～0.8mm，随位置的不同而变化。不同种牛的心包组成及结构基本相同，主要成分为胶原弹性朊、氨基葡聚糖、蛋白聚糖、糖蛋白等构成的胶原纤维、弹性纤维和多种结缔组织成分组成，其中，含量最多的是胶原，约占干组织重量的74%。结构上牛心包切面可分为浆膜层、纤维层和外结缔组织层，纤维层约占整个心包厚度的74.8%，浆膜层约占0.2%，外结缔组织层约占25%。纤维层以波纹状为主的胶原纤维和细而长的弹性元纤维为基本骨架，胶原纤维束沿心包表面的水平面并排成层，可粗分为20层以上，每层约25～100μm不等，层与层之间按30°或90°的角度交叉叠置，每层中胶原纤维束的排列方向大体一致，胶原束分支将上下两层连接在一起，弹性纤维分布于胶原纤维之间并相互交织;接近浆膜层的胶原纤维束逐渐变细小，层与层之间连接紧密，难以分离，称之为心包的光滑面;接近外结缔组织的胶原纤维束逐渐加粗，层与层之间的连接稀少，易于分离，称之为心包的粗糙面;浆膜层包含间皮细胞和间皮下基底层，外结缔组织层包含小血管、神经及多种结缔组织细胞，如成纤维细胞、巨噬细胞和脂肪细胞等，并深入心包全层 ［2］ 。
2 医用牛心包的研制
2.1 戊二醛复合鞣制牛心包的制作 ［3］ 应用2～3岁当天宰杀的健康的小牛心包，经大量生理盐水冲洗清洁后，去除心包脂肪及粗糙面的纤维，40℃蒸馏水冲洗，洗去血红蛋白，40℃生理盐水漂洗并保存。挑选厚薄均匀、柔韧度适中、无水肿、无钙化、无赘生物、平整光滑的牛心包，厚度约0.3～0.6cm，用40℃Hanks液浸泡4h，冲洗除去可溶性蛋白，然后用Hepes缓冲配制而成的0.5%戊二醛溶液初步固定，约48h后，将牛心包切成大小适宜的方块，浸入1.0%阳离子油内，常温下浸泡24h加脂，加脂后的生物材料经0.1%的三氧化二铬溶液复鞣，pH3.5～4.5，温度400℃，时间48h，将无抗原、活性稳定的牛心包片洗净后置于医用甘油中72h，再次脂化，最后，将经过上述处理的生物材料放入pH值7.35加有15%医用甘油的0.5%戊二醛缓冲液中储存备用。3周后细菌及霉菌培养阴性后即可供临床使用。
2.2 经复合鞣制牛心包的生物力学特性 经复合鞣制的牛心包片去除了大量的可溶性蛋白、粘多糖和糖蛋白，浆膜层间的间质细胞已基本脱落，仅剩间质细胞下层，外结缔组织层中成丛状的脂肪细胞全部丢失。纤维层中胶原纤维及弹力纤维机构完整，致密，排列整齐，呈不同方向的网状排列，胶原纤维无溶解和断裂现象，胶原蛋白分子间形成了牢固的交联机构，从而使牛心包的机械强度和柔软度大大增加 ［4，5］ 。一般认为由于Hanks溶液首先将生物组织中的可溶性蛋白浸出，再由戊二醛将胶原蛋白分子连接成稳定的交联机构，从而掩盖和封闭了蛋白分子中的活性基因，使其失去抗原性 ［6］ 。
3 牛心包在先天性心脏病中的应用
3.1 修补缺损 各种类型的房间隔缺损、室间隔缺损、心内膜垫缺损及肺主动脉窗等均可用牛心包片闭合缺损;Yoshida M ［7］ 对1例单心室病例，在修补术中将牛心包作为心内挡板分隔左右心室，引导心内异常血流，手术获得成功。
3.2 扩大右心室流出道 对于法洛四联症患者右心室狭窄及肺动脉瓣狭窄病人，可用牛心包片行跨瓣补片重建右心室流出道。广东省心血管病研究所吴若彬等 ［8］ 用此法扩大法洛四联症患者右心室流出道，效果良好。随访219例，平均随访55.2个月，最长12年3个月，216例远期生存，紫绀均消失，活动能力良好。2例再次手术，术中见牛心包内皮化，表面光滑，柔韧度中等，未发现牛心包补片钙化、退行性变及室壁瘤样改变。为了预防跨瓣补片后肺动脉瓣返流导致的右心室容量负荷加重，Gundry SP ［9］ 在用牛心包加宽右心室流出道手术中，预先缝入三角形牛心包单瓣，有效减轻了手术后肺动脉的返流，术后病人血流动力学稳定，无早期死亡，长期随访（最长16年）未发现明显跨瓣压差和钙化。
3.3 制作通道（管道） 右心室双出口室间隔缺损位于右心室流出道者，室间隔缺损与主动脉相距较远，两者间常有三尖瓣及其瓣下结构，手术矫治难度较大。Barbero-Mar-cial M ［10］ 等利用牛心包片制作左心室—主动脉隧道，并将部分三尖瓣乳头肌移植于牛心包片上，效果良好，远期存活13例，随诊12例，平均随访2.65年，心脏超声和心血管造影示左心室流出道通畅。他们认为该方法简单、安全，适用于绝大多数此种畸形的矫治。Tamaki S ［11］ 报道1例术前15年用Hancoch带瓣管道行Fantan手术的患者，出现右心功能不全，心导管检查示带瓣管道压差明显增高，心脏造影见右心房附壁血栓，右肺上叶灌注不良。手术切除狭窄的带瓣管道和右心房血栓，用牛心包片重建右心房—肺动脉通道，术后3个月心功能明显改善。
3.4 瓣膜重建 先天性主动脉瓣狭窄患者，大多数为瓣膜交界融合所形成的二叶主动脉瓣，目前尚无满意的外科治疗方法。由于患者年龄常常较小，考虑到患儿的生长发育，往往只适宜行瓣膜成形术，而单纯的瓣膜交界切开常导致瓣膜脱垂而发生返流。Tolan MJ ［12］ 用牛心包片修复6例先天性主动脉瓣狭窄患者，平均年龄5.9岁。常规切开瓣间融合后，裁剪一等腰三角形牛心包片，对折后缝于切开瓣叶之间，对折线缝于主动脉壁，底边分别与两瓣叶切缘缝合，由此，主动脉瓣恢复为三叶瓣，与正常主动脉瓣结构相似。手术后随访2～60个月，无明显狭窄发生，近远期效果良好。Vrandecic M ［13］ 等用带瓣牛心包片重建肺动脉瓣，经长期随访中远期效果良好，表现出较好的耐用性。
4 牛心包在后天性心脏病中的应用
4.1 瓣环重建 牛心包的组织结构特性使其极为适合用作瓣膜成形术的瓣环。Vople MA ［14］ 等在32例二尖瓣修复术中用柔韧而富于弹性的半环形牛心包加固、成形并环缩后瓣环，术后超声心动图随访，16例未见返流，12例轻度返流，仅4例残留中—重度返流，但无明显血流动力学影响。David ［15］ 等介绍在感染性心内膜炎伴左侧纤维脓肿而至纤维体破坏的患者行双瓣置换术，斜行切开主动脉，切除主动脉瓣，经无冠窦延长切口到左房，切除二尖瓣和损坏的纤维体，将适当大小尺寸的三角形牛心包用聚丙烯线连续缝合于纤维三角和主动脉根部，重建纤维体。然后植入人工二尖瓣和主动脉瓣，利用补片关闭左心房和主动脉切口。3例手术后早期死亡，11例存活。术后平均随访38个月，无心内膜炎复发，心功能明显改善。所有患者经心脏超声及胸部X线摄片复查，人工瓣膜功能良好，未发现牛心包片钙化征象，其结果显示牛心包是瓣周脓肿患者良好的心脏再建材料。
4.2 瓣膜成形 由于不需要抗凝及患者有再次接受手术的机会，加之目前人造瓣膜自身的一些缺陷，瓣膜成形术显示了较大的优越性。Bjornstad K ［16］ 等用牛心包片行主动脉瓣成形或重建，术后未予抗凝，无栓塞发生，术后8年生存率（82.9±9.6）%，效果良好。Jones JM ［17］ 对1例感染性心内膜炎，二尖瓣前叶赘生物形成并穿孔者行二尖瓣修复术，手术切除病变损坏的瓣膜，片状保留与腱索连接的瓣叶，用牛心包修复瓣叶，将带腱索的保留瓣叶缝于牛心包边缘。间断环缩交界以消除脱垂术后心脏超声未见明显二尖瓣返流，术后9个月复查心功能Ⅰ级，效果满意。
4.3 冠心病 乳头肌功能不全、室间隔穿孔及室壁瘤形成是心肌梗死后较易出现的危险并发症，常常造成严重的心源性休克，手术是唯一能挽救患者生命的治疗方法。Prates PR ［18］ 等以牛心包片为13例室壁瘤患者行改良的室壁瘤修补术，术后平均心脏指数从（2.07±0.50）L/（min·m 2 ）增加到（3.09±0.99）L/（min·m 2 ）（P<0.05），平均增加（50.17%±37.03）%。David TE ［19］ 等用牛心包片修补室间隔穿孔，将牛心包片环形缝合于左心室梗死心肌周缘健康的心内膜上，将室间隔缺损和室壁梗死灶隔离于心室腔外，简单有效，手术死亡率降低，明显提高了术后生存率。
4.4 心脏肿瘤 心脏良性和恶性肿瘤的外科治疗，需彻底切除瘤体及相连的心壁组织才能达到根治、预防复发的目的。有的甚至要切除部分瓣膜或冠状血管，然后再行瓣膜成形或冠状动脉搭桥术。Cane ME ［20］ 等对肿瘤切除后形成的房壁、房间隔缺损用牛心包补片重建。Artemion O ［21］ 报道1例心室巨大脂肪瘤，侵犯室间隔右前侧，彻底切除肿瘤及相连的右心室和室间隔，用“L”型牛心包成功重建右心室和室间隔，取得良好效果。
5 大血管疾病
牛心包适用于大血管的修补和重建，Salles CA ［22］ 等用牛心包重建主动脉治疗主动脉夹层、主动脉瘤和主动脉狭窄、Bentall手术、单纯升主动脉或主动脉弓置换、降主动脉重建术等病例，远期生存良好，随访8年未见牛心包纤维化、钙化及瘤样扩张。Kalil RA ［23］ 等用牛心包管置换升主动脉或降主动脉10例，经手术后2～3年随访，牛心包结构令人满意。
6 结语
牛心包由于其具有良好的张力强度;适中的厚度及柔韧度;平整，不卷缩，缝合简单方便;不漏血，不必预凝;来源广泛，价格便宜等优点而广泛用于各种先天性和后天性心脏病、大血管疾病的手术治疗。但其作为一种生物性修补材料，主要缺点是较易发生组织退变、钙化、排斥等问题，从而影响其耐久性。近年来，大量的研究证明，经复合鞣制的牛心包较之新鲜或单纯戊二醛处理的牛心包，其抗原性消失更加彻底，且柔韧度、强度明显增加，防钙化的作用明显加强。而且有研究认为，牛心包片修补畸形后，牛心包片与自身组织紧密粘连，起着支撑和媒介作用，使自身内皮细胞和结缔组织由四周向中心爬行生长，不断增殖，最后形成正常的解剖形态及组织结构的延续，从而使牛心包内侧形成正常的内皮化组织。亦有学者对牛心包补片患者进行了长期随访，证实其远期效果良好。因此，经复合鞣制的牛心包作为一种心血管外科手术修补、重建材料，比其它人工修补材料及自体心包补片更具有方便经济、安全可靠、来源广泛、效果良好等优点，而且其强度及耐久性良好，具有较好的临床应用前景。
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（编辑海 鹰）
作者单位:400013重庆市中山医院心脏外科