引用本文： 李剛, 張靖, 崔曉海, 趙陽, 曹培龍, 路璐, 李曉軍. 聚四氟乙烯人工氣管移植的形態學及病理學變化. 中國修復重建外科雜志, 2014, 28(7): 879-884. doi: 10.7507/1002-1892.20140194 復制
臨床上由于各種原因引起的氣管缺損或狹窄，治療時需切除病變氣管。理論上，氣管切除后行一期端端吻合為最佳重建方式，但由于氣管自身解剖結構的特殊性，該重建術成功率極低，當成人氣管切除長度超過6 cm、兒童超過1 cm時，就必須植入氣管替代物才能重建氣管的連續性以維持氣道通暢[1]。但在臨床實踐中，由于各種原因使得行一期端端吻合所需氣管切除長度進一步縮短，當成人氣管切除長度超過2 cm，端端吻合后均可能因吻合口張力過大而失敗，故建議對于氣管缺損＞ 2 cm患者盡量應用氣管替代物修復重建[2]。目前研究較多的是人工氣管替代物，聚四氟乙烯人工氣管顯示出良好應用前景[3-4]。本實驗中，我們使用聚四氟乙烯微孔管包繞聚丙烯螺旋絲預制成人工氣管，進行動物實驗，從組織學、病理學及生物力學方面觀察其替代效果，為臨床研究奠定理論基礎。
1 材料與方法
1.1 實驗動物
健康新西蘭白兔40只，雌雄各半，體重4～5 kg，由西安交通大學醫學院動物實驗中心提供。動物常規飼養，術前1 d禁食。
1.2 人工氣管制備
使用聚四氟乙烯微孔管（杜邦公司，美國），其外包繞聚丙烯螺旋絲作為支架，內徑5～20 mm，長10～50 mm；內層作膠原蛋白涂層處理，提高其順應性，有利于細胞黏附及生長，提高黏膜細胞及上皮細胞生長幾率。最后采用環氧乙烷消毒，備用。見圖 1。
圖1
人工氣管外觀 ? ?1.3 實驗分組及方法
取40只新西蘭白兔，3%戊巴比妥鈉腹腔注射（30 mg/mL）麻醉，頸部剃毛，行頸中線縱切口，顯露并游離氣管長約4 cm，注意保護頸部血管、神經、食管等重要組織，用血管系帶牽引氣管，切取環狀軟骨至胸骨段氣管2 cm，制備氣管缺損動物模型。注意保持殘存氣管內腔清潔。將實驗動物隨機分為2組，每組20只。實驗組選用口徑與兔氣管一致的人工氣管（長1.5 cm）進行端端吻合，用4-0 Prolene不可吸收縫線連續縫合，邊距0.3 cm，針距0.3 cm，同時注意利用氣管膜部的伸縮性逐針調整針距，使吻合口連接緊密；吻合完畢后聚維酮碘溶液沖洗并確認無漏氣，縫合肌層和皮膚。正常對照組行一期氣管端端吻合術。動物蘇醒后放回籠中飼養。術后應用抗生素（頭孢替氨1 g/d）3 d預防感 染。
1.4 觀測指標
1.4.1 一般情況
術后觀察實驗動物存活情況，實驗期間如有動物死亡，立即解剖明確死因及觀察人工氣管吻合口、內壁及外膜生長情況，同時行人工氣管病理切片 觀察。觀察實驗動物體溫、活動、進食及傷口愈合情 況。
1.4.2 X線片觀察
術后2、4、6個月每組隨機取5 只動物，行X線片檢查，觀察氣管位置及管腔大小等情 況。
1.4.3 大體觀察
各時間點X線片觀察后采用空氣栓塞法處死動物，按原切口入路取出頸部氣管，大體觀察是否存在吻合口瘺，吻合口及表面組織生長情況以及是否存在狹窄及移位。
1.4.4 組織學觀察
大體觀察后取氣管節段（吻合口上下各2 cm）組織，中線縱行切開，置于4%多聚甲醛中固定48 h后，梯度乙醇脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，4 μm厚切片，常規行HE染色，光鏡下觀察氣管各層結構及新生組織類型。
1.4.5 生物力學檢測
分別取術前及術后2、4、6個月實驗組人工氣管及對照組氣管長約2 cm，采用Instron 1342型電液伺服控制材料試驗機（Instron公司，英國；精確度0.5%）進行縱向拉伸試驗及徑向支撐試驗。縱向拉伸試驗：測試時，試驗機以規定速率（10 mm/min）均勻拉伸試樣，直至斷裂。測定最大應力、最大伸長率顯示材料的應力-應變關系并測定峰值載荷，以彈性模量評價氣管的拉伸性能。徑向支撐試驗：將樣本置入試驗機的壓縮夾具上以5 mm/min壓縮速率壓縮試樣，至應變為70%時停止，記錄此時壓力，描繪各樣本徑向支撐載荷-應變曲線。
1.5 統計學方法
采用SPSS19.0統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，組內各時間點間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用Tukey HSD法；兩組間比較采用獨立樣本t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 一般情況
實驗過程中正常對照組動物全部存活，僅見仰頭不利，動物體溫、活動、進食及傷口愈合均未見異常，亦無其他并發癥。實驗組死亡5只動物，其中1只因麻醉過量死亡；2只分別于術后5 d和8 d開始出現輕度氣促，頸部皮下有捻發感，給予抗感染治療無好轉并逐漸加重，于術后20 d和28 d死亡，解剖發現主支氣管內有少量痰液，支氣管內可見大量分泌物，并發生肺實變，病理檢查見大量淋巴結細胞浸潤，考慮為肺部感染；1只術后21 d因人工氣管移位窒息死亡；1只術后1 個月頸部術區出現皮下積膿，于皮膚表面形成竇道，經抗感染治療無好轉，于術后50 d處死，解剖發現人工氣管上吻合口輕度裂開，導致氣管內的炎性分泌物漏至氣管周圍間隙引起皮下積膿，上、下吻合口均有肉芽腫增生致管腔輕度狹窄。余15只動物存活超過2個月并保持人工氣管通暢，體溫、活動、進食及傷口愈合均未見異常。
2.2 X線片觀察
術后2、4、6個月，實驗組人工氣管均無明顯移位，位置保持良好，無狹窄；正常對照組均未見氣管狹窄。見圖 2。
2.3 大體觀察
術后各時間點正常對照組氣管均無明顯狹窄及肉芽組織增生。術后2個月，實驗組自體組織與人工氣管緊密貼合，兩者融為一體；取出的人工氣管結構完整，無變形或塌陷、漏氣，管腔通暢。4個月，自體組織和人工氣管融合較好，兩者緊密貼合，吻合口處有少量肉芽腫形成；人工氣管無變形。6個月，人工氣管內壁基本被上皮細胞覆蓋，吻合口處有少量肉芽腫形成，人工氣管和自體氣管緊密貼合。見圖 3。
2.4 組織學觀察
術后各時間點正常對照組均無明顯肉芽組織增生。術后2個月，實驗組人工氣管內壁無明顯上皮組織，內壁可見薄層黏液覆蓋，吻合口無肉芽腫形成，氣管上皮越過吻合口向人工氣管內壁有少量生長（3～5 mm）。4個月，人工氣管內壁有部分上皮細胞覆蓋，未完全內皮化，未見氣管纖毛柱狀上皮，氣管各層次不完整。6個月，人工氣管內壁基本被上皮細胞覆蓋，并出現部分氣管纖毛柱狀上皮，已基本具備了氣管的生理功能。見圖 4。
2.5 生物力學檢測
2.5.1 縱向拉伸試驗
正常對照組及實驗組人工氣管移植前后彈性模量和最大應力比較，差異均無統計學意義（P＞ 0.05）。正常對照組氣管的峰值載荷和最大伸長率均顯著高于各時間點實驗組人工氣管，差異有統計學意義（P＜ 0.05）；實驗組內各時間點間比較，差異均無統計學意義（P＞ 0.05）。見表 1。
表1
兔正常氣管及人工氣管移植前后拉伸性能測試（2.5.2 徑向支撐試驗
實驗組各時間點人工氣管壓縮70%時均未被壓碎，能恢復原狀且保持良好結構。實驗組移植前后各時間點載荷值差異無統計學意義（P＞ 0.05），但與正常對照組比較差異均有統計學意義（P＜ 0.05）。見圖 5。
圖5
對照組氣管及實驗組各時間點人工氣管徑向支撐載荷-應變曲線
Figure5.
The load-strain curve of normal rabbit trachea and artificial trachea before and after transplantation
3 討論
目前長段氣管缺損重建仍是胸外科研究熱點。人工氣管可定義為以醫用高分子材料備生物材料制備的管狀物，取代因癌癥或意外傷害而切除的氣管或部分支氣管，并能很好替代其通氣、分泌、防御及清潔等功能。無論是同種異體氣管移植還是人工氣管重建氣道，均存在較多問題，如人工氣管重建氣道后吻合口瘺、吻合口狹窄、假體移位等[5]。人工氣管材料應具備安全、低免疫原性及良好的組織相容性等特點。目前研制的具備上述條件的人工氣管生物材料有剛性材料和柔性材料，前者如金屬鈦、聚丙烯纖維網、羥基磷灰石等；后者如聚四氟乙烯等各種高分子材料、硅膠等[6]。另外，氣管組織工程應用的脫細胞基質，包括空腸、膀胱、主動脈和氣管等，更好地解決了免疫原性、組織相容性等難題[7-10]。但是，氣管的開放狀態使得植入的人工氣管始終處于與外環境接觸狀態，致使細菌污染幾率大增，且目前人工氣管相關研究均未能完全解決人工氣管內皮化的問題，致使人工氣管的替代性能變差、成功率降低[6, 11]。
目前，如何促進人工氣管腔內表面上皮化及血管再生是人工氣管研究的關鍵點。本實驗中的人工氣管是由聚四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，其結構簡式為-（CF2-CF2-）n，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性，酸堿度呈中性，是目前耐腐蝕性能最佳材料之一，除三氟化氯、五氟化氯和液氟外，能耐其他一切化學藥品，且具有密封性、高潤滑不黏性、疏水性、電絕緣性和良好的抗老化能力，耐溫優異（能在- 180～250℃下長期工作，允許驟冷驟熱或冷熱交替操作）；另外，聚四氟乙烯對人無毒性，廣泛應用于生物醫學材料領域，其中應用最廣泛的是人工血管。基于上述特點，本實驗采用聚四氟乙烯微孔管作為人工氣管原材料，其外包繞聚丙烯螺旋絲以增強管壁張力，對其組織適應性及安全性進行了初步觀察[12]。
本實驗旨在探討一種能與受體氣管融合成為一體的人工氣管，故僅制備小段（2 cm長）氣管缺損重建動物模型。結果顯示，實驗組15只（75%）動物存活超過2個月并保持人工氣管通暢，人工氣管外組織生成類似氣管樣組織，可填充缺損區域，但必須有足夠時間（＞ 4 個月）。術后2個月組織學觀察發現，人工氣管內壁無明顯上皮組織，表面僅少量黏液覆蓋，說明人工氣管無塌陷及移位等，其氣道功能可充分實現，但人工氣管仍無內皮覆蓋。術后4個月人工氣管內壁有部分上皮細胞覆蓋，但未完全內皮化，未見氣管纖毛柱狀上皮，氣管各層次不完整。術后6個月人工氣管內壁氣管各層結構仍不完整，但上皮范圍較4個月進一步增大，其中出現部分氣管纖毛柱狀上皮，表明此時的人工氣管基本具備氣管的生理功能。
我們還對樣本進行了縱向拉伸試驗及徑向支撐試驗。拉伸試驗是在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的方法，可測定材料的一系列強度指標和塑性指標，是材料機械性能試驗的基本方法之一；徑向支撐力是管道對徑向外壓的抗力或管道對作用于其外力的應變力，此特性決定人工氣管能否發揮足夠的支撐作用，直接影響其臨床應用前景。結果顯示，盡管人工氣管在生物力學性能方面與正常兔氣管有一定差距，但人工氣管植入動物體內后，其原有結構保持良好，無塌陷、皺縮、變形、滑脫等現象，表明聚四氟乙烯材料的生物力學性能在動物體內基本適合氣管移植。
關于人工氣管的縫合方式，有的采用間斷內嵌式縫合，可防止自體氣管斷端的收縮狹窄[13]。我們采用端端連續縫合，術后未發現自體氣管斷端收縮狹窄，Prolene不可吸收縫線保證了吻合的牢固性[14]。術后觀察發現，氣管吻合口能長時間保持張力，且縫線對組織的切割和異物反應均較輕，能有效防止吻合口漏氣。雖然本實驗中1例人工氣管吻合口輕度裂開，并最終導致實驗動物死亡，但吻合口裂開可能與實驗動物本身愈合能力較差及合并感染有關。因此整體吻合效果尚可，Prolene不可吸收縫線是較適合吻合人工氣管的縫線。
綜上述，聚四氟乙烯人工氣管基本達到氣管重建的要求，具有良好的組織相容性和通氣性能，并可誘導受體氣管內外組織生成完整氣管，氣管各層次比較符合生理學狀態，實驗動物可短期存活；但參照國際公認的人工氣管標準要求[15]，其仍存在吻合口肉芽組織 增生嚴重、管腔不能完全上皮化、氣管移位等問題，暫不能應用于臨床。后期可考慮于管壁內側涂抹干細胞或自體皮膚、心包、大網膜等組織[16-19]；還可考慮將3-D打印技術應用于人工氣管，有望解決上述問題[20]。
臨床上由于各種原因引起的氣管缺損或狹窄，治療時需切除病變氣管。理論上，氣管切除后行一期端端吻合為最佳重建方式，但由于氣管自身解剖結構的特殊性，該重建術成功率極低，當成人氣管切除長度超過6 cm、兒童超過1 cm時，就必須植入氣管替代物才能重建氣管的連續性以維持氣道通暢[1]。但在臨床實踐中，由于各種原因使得行一期端端吻合所需氣管切除長度進一步縮短，當成人氣管切除長度超過2 cm，端端吻合后均可能因吻合口張力過大而失敗，故建議對于氣管缺損＞ 2 cm患者盡量應用氣管替代物修復重建[2]。目前研究較多的是人工氣管替代物，聚四氟乙烯人工氣管顯示出良好應用前景[3-4]。本實驗中，我們使用聚四氟乙烯微孔管包繞聚丙烯螺旋絲預制成人工氣管，進行動物實驗，從組織學、病理學及生物力學方面觀察其替代效果，為臨床研究奠定理論基礎。
1 材料與方法
1.1 實驗動物
健康新西蘭白兔40只，雌雄各半，體重4～5 kg，由西安交通大學醫學院動物實驗中心提供。動物常規飼養，術前1 d禁食。
1.2 人工氣管制備
使用聚四氟乙烯微孔管（杜邦公司，美國），其外包繞聚丙烯螺旋絲作為支架，內徑5～20 mm，長10～50 mm；內層作膠原蛋白涂層處理，提高其順應性，有利于細胞黏附及生長，提高黏膜細胞及上皮細胞生長幾率。最后采用環氧乙烷消毒，備用。見圖 1。
圖1
人工氣管外觀 ? ?1.3 實驗分組及方法
取40只新西蘭白兔，3%戊巴比妥鈉腹腔注射（30 mg/mL）麻醉，頸部剃毛，行頸中線縱切口，顯露并游離氣管長約4 cm，注意保護頸部血管、神經、食管等重要組織，用血管系帶牽引氣管，切取環狀軟骨至胸骨段氣管2 cm，制備氣管缺損動物模型。注意保持殘存氣管內腔清潔。將實驗動物隨機分為2組，每組20只。實驗組選用口徑與兔氣管一致的人工氣管（長1.5 cm）進行端端吻合，用4-0 Prolene不可吸收縫線連續縫合，邊距0.3 cm，針距0.3 cm，同時注意利用氣管膜部的伸縮性逐針調整針距，使吻合口連接緊密；吻合完畢后聚維酮碘溶液沖洗并確認無漏氣，縫合肌層和皮膚。正常對照組行一期氣管端端吻合術。動物蘇醒后放回籠中飼養。術后應用抗生素（頭孢替氨1 g/d）3 d預防感 染。
1.4 觀測指標
1.4.1 一般情況
術后觀察實驗動物存活情況，實驗期間如有動物死亡，立即解剖明確死因及觀察人工氣管吻合口、內壁及外膜生長情況，同時行人工氣管病理切片 觀察。觀察實驗動物體溫、活動、進食及傷口愈合情 況。
1.4.2 X線片觀察
術后2、4、6個月每組隨機取5 只動物，行X線片檢查，觀察氣管位置及管腔大小等情 況。
1.4.3 大體觀察
各時間點X線片觀察后采用空氣栓塞法處死動物，按原切口入路取出頸部氣管，大體觀察是否存在吻合口瘺，吻合口及表面組織生長情況以及是否存在狹窄及移位。
1.4.4 組織學觀察
大體觀察后取氣管節段（吻合口上下各2 cm）組織，中線縱行切開，置于4%多聚甲醛中固定48 h后，梯度乙醇脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，4 μm厚切片，常規行HE染色，光鏡下觀察氣管各層結構及新生組織類型。
1.4.5 生物力學檢測
分別取術前及術后2、4、6個月實驗組人工氣管及對照組氣管長約2 cm，采用Instron 1342型電液伺服控制材料試驗機（Instron公司，英國；精確度0.5%）進行縱向拉伸試驗及徑向支撐試驗。縱向拉伸試驗：測試時，試驗機以規定速率（10 mm/min）均勻拉伸試樣，直至斷裂。測定最大應力、最大伸長率顯示材料的應力-應變關系并測定峰值載荷，以彈性模量評價氣管的拉伸性能。徑向支撐試驗：將樣本置入試驗機的壓縮夾具上以5 mm/min壓縮速率壓縮試樣，至應變為70%時停止，記錄此時壓力，描繪各樣本徑向支撐載荷-應變曲線。
1.5 統計學方法
采用SPSS19.0統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，組內各時間點間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用Tukey HSD法；兩組間比較采用獨立樣本t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 一般情況
實驗過程中正常對照組動物全部存活，僅見仰頭不利，動物體溫、活動、進食及傷口愈合均未見異常，亦無其他并發癥。實驗組死亡5只動物，其中1只因麻醉過量死亡；2只分別于術后5 d和8 d開始出現輕度氣促，頸部皮下有捻發感，給予抗感染治療無好轉并逐漸加重，于術后20 d和28 d死亡，解剖發現主支氣管內有少量痰液，支氣管內可見大量分泌物，并發生肺實變，病理檢查見大量淋巴結細胞浸潤，考慮為肺部感染；1只術后21 d因人工氣管移位窒息死亡；1只術后1 個月頸部術區出現皮下積膿，于皮膚表面形成竇道，經抗感染治療無好轉，于術后50 d處死，解剖發現人工氣管上吻合口輕度裂開，導致氣管內的炎性分泌物漏至氣管周圍間隙引起皮下積膿，上、下吻合口均有肉芽腫增生致管腔輕度狹窄。余15只動物存活超過2個月并保持人工氣管通暢，體溫、活動、進食及傷口愈合均未見異常。
2.2 X線片觀察
術后2、4、6個月，實驗組人工氣管均無明顯移位，位置保持良好，無狹窄；正常對照組均未見氣管狹窄。見圖 2。
2.3 大體觀察
術后各時間點正常對照組氣管均無明顯狹窄及肉芽組織增生。術后2個月，實驗組自體組織與人工氣管緊密貼合，兩者融為一體；取出的人工氣管結構完整，無變形或塌陷、漏氣，管腔通暢。4個月，自體組織和人工氣管融合較好，兩者緊密貼合，吻合口處有少量肉芽腫形成；人工氣管無變形。6個月，人工氣管內壁基本被上皮細胞覆蓋，吻合口處有少量肉芽腫形成，人工氣管和自體氣管緊密貼合。見圖 3。
2.4 組織學觀察
術后各時間點正常對照組均無明顯肉芽組織增生。術后2個月，實驗組人工氣管內壁無明顯上皮組織，內壁可見薄層黏液覆蓋，吻合口無肉芽腫形成，氣管上皮越過吻合口向人工氣管內壁有少量生長（3～5 mm）。4個月，人工氣管內壁有部分上皮細胞覆蓋，未完全內皮化，未見氣管纖毛柱狀上皮，氣管各層次不完整。6個月，人工氣管內壁基本被上皮細胞覆蓋，并出現部分氣管纖毛柱狀上皮，已基本具備了氣管的生理功能。見圖 4。
2.5 生物力學檢測
2.5.1 縱向拉伸試驗
正常對照組及實驗組人工氣管移植前后彈性模量和最大應力比較，差異均無統計學意義（P＞ 0.05）。正常對照組氣管的峰值載荷和最大伸長率均顯著高于各時間點實驗組人工氣管，差異有統計學意義（P＜ 0.05）；實驗組內各時間點間比較，差異均無統計學意義（P＞ 0.05）。見表 1。
表1
兔正常氣管及人工氣管移植前后拉伸性能測試（2.5.2 徑向支撐試驗
實驗組各時間點人工氣管壓縮70%時均未被壓碎，能恢復原狀且保持良好結構。實驗組移植前后各時間點載荷值差異無統計學意義（P＞ 0.05），但與正常對照組比較差異均有統計學意義（P＜ 0.05）。見圖 5。
圖5
對照組氣管及實驗組各時間點人工氣管徑向支撐載荷-應變曲線
Figure5.
The load-strain curve of normal rabbit trachea and artificial trachea before and after transplantation
3 討論
目前長段氣管缺損重建仍是胸外科研究熱點。人工氣管可定義為以醫用高分子材料備生物材料制備的管狀物，取代因癌癥或意外傷害而切除的氣管或部分支氣管，并能很好替代其通氣、分泌、防御及清潔等功能。無論是同種異體氣管移植還是人工氣管重建氣道，均存在較多問題，如人工氣管重建氣道后吻合口瘺、吻合口狹窄、假體移位等[5]。人工氣管材料應具備安全、低免疫原性及良好的組織相容性等特點。目前研制的具備上述條件的人工氣管生物材料有剛性材料和柔性材料，前者如金屬鈦、聚丙烯纖維網、羥基磷灰石等；后者如聚四氟乙烯等各種高分子材料、硅膠等[6]。另外，氣管組織工程應用的脫細胞基質，包括空腸、膀胱、主動脈和氣管等，更好地解決了免疫原性、組織相容性等難題[7-10]。但是，氣管的開放狀態使得植入的人工氣管始終處于與外環境接觸狀態，致使細菌污染幾率大增，且目前人工氣管相關研究均未能完全解決人工氣管內皮化的問題，致使人工氣管的替代性能變差、成功率降低[6, 11]。
目前，如何促進人工氣管腔內表面上皮化及血管再生是人工氣管研究的關鍵點。本實驗中的人工氣管是由聚四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，其結構簡式為-（CF2-CF2-）n，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性，酸堿度呈中性，是目前耐腐蝕性能最佳材料之一，除三氟化氯、五氟化氯和液氟外，能耐其他一切化學藥品，且具有密封性、高潤滑不黏性、疏水性、電絕緣性和良好的抗老化能力，耐溫優異（能在- 180～250℃下長期工作，允許驟冷驟熱或冷熱交替操作）；另外，聚四氟乙烯對人無毒性，廣泛應用于生物醫學材料領域，其中應用最廣泛的是人工血管。基于上述特點，本實驗采用聚四氟乙烯微孔管作為人工氣管原材料，其外包繞聚丙烯螺旋絲以增強管壁張力，對其組織適應性及安全性進行了初步觀察[12]。
本實驗旨在探討一種能與受體氣管融合成為一體的人工氣管，故僅制備小段（2 cm長）氣管缺損重建動物模型。結果顯示，實驗組15只（75%）動物存活超過2個月并保持人工氣管通暢，人工氣管外組織生成類似氣管樣組織，可填充缺損區域，但必須有足夠時間（＞ 4 個月）。術后2個月組織學觀察發現，人工氣管內壁無明顯上皮組織，表面僅少量黏液覆蓋，說明人工氣管無塌陷及移位等，其氣道功能可充分實現，但人工氣管仍無內皮覆蓋。術后4個月人工氣管內壁有部分上皮細胞覆蓋，但未完全內皮化，未見氣管纖毛柱狀上皮，氣管各層次不完整。術后6個月人工氣管內壁氣管各層結構仍不完整，但上皮范圍較4個月進一步增大，其中出現部分氣管纖毛柱狀上皮，表明此時的人工氣管基本具備氣管的生理功能。
我們還對樣本進行了縱向拉伸試驗及徑向支撐試驗。拉伸試驗是在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的方法，可測定材料的一系列強度指標和塑性指標，是材料機械性能試驗的基本方法之一；徑向支撐力是管道對徑向外壓的抗力或管道對作用于其外力的應變力，此特性決定人工氣管能否發揮足夠的支撐作用，直接影響其臨床應用前景。結果顯示，盡管人工氣管在生物力學性能方面與正常兔氣管有一定差距，但人工氣管植入動物體內后，其原有結構保持良好，無塌陷、皺縮、變形、滑脫等現象，表明聚四氟乙烯材料的生物力學性能在動物體內基本適合氣管移植。
關于人工氣管的縫合方式，有的采用間斷內嵌式縫合，可防止自體氣管斷端的收縮狹窄[13]。我們采用端端連續縫合，術后未發現自體氣管斷端收縮狹窄，Prolene不可吸收縫線保證了吻合的牢固性[14]。術后觀察發現，氣管吻合口能長時間保持張力，且縫線對組織的切割和異物反應均較輕，能有效防止吻合口漏氣。雖然本實驗中1例人工氣管吻合口輕度裂開，并最終導致實驗動物死亡，但吻合口裂開可能與實驗動物本身愈合能力較差及合并感染有關。因此整體吻合效果尚可，Prolene不可吸收縫線是較適合吻合人工氣管的縫線。
綜上述，聚四氟乙烯人工氣管基本達到氣管重建的要求，具有良好的組織相容性和通氣性能，并可誘導受體氣管內外組織生成完整氣管，氣管各層次比較符合生理學狀態，實驗動物可短期存活；但參照國際公認的人工氣管標準要求[15]，其仍存在吻合口肉芽組織 增生嚴重、管腔不能完全上皮化、氣管移位等問題，暫不能應用于臨床。后期可考慮于管壁內側涂抹干細胞或自體皮膚、心包、大網膜等組織[16-19]；還可考慮將3-D打印技術應用于人工氣管，有望解決上述問題[20]。
