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先天畸形、炎癥、外傷或腫瘤等疾病致使泌尿道（輸尿管、膀胱、尿道）損傷、狹窄或缺損,需要進行相應的修復與重建，其中長段狹窄或大面積的缺損往往需要替代材料，可臨床上常因理想材料的缺乏或選擇不當，使重建手術困難重重，甚至失敗。組織工程學的出現，為泌尿道的修復與重建帶來了全新的概念。
組織工程（tissue engineering）一詞最早是由美國國家科學基金委員會于1987年正式提出和確定的。它是應用細胞生物學和工程材料學的原理，研究開發用于修復或改善人體病損組織和器官的結構、功能的生物活性替代物的一門科學。上個世紀后葉，組織工程學的誕生和迅速發展被譽為現代醫學繼細胞生物學和分子生物學之后的第三個具有里程碑意義的重大事件, 它是一門由生命科學、材料科學和工程技術學相結合交叉的邊緣學科。其基本原理和方法是將體外培養擴增的正常組織細胞吸附于一種具有優良細胞相容性并可以被機體降解吸收的生物材料上面形成復合物，然后將細胞-生物材料復合物植入人體組織、器官的病損部位，在作為細胞生長支架的生物材料逐漸被機體降解吸收的同時，細胞不斷增殖、分化，形成新的并且其形態、功能方面與相應組織、器官一致的組織，從而達到修復創傷和重建功能的目的。它是繼細胞生物學和分子生物學之后，生命科學領域又一新的發展里程碑，標志著傳統醫學將走出器官移植的范疇，步入制造組織和器官的新時代, 從而著眼從根本上解決組織和器官病損或缺損所致的功能障礙或因此引起的器官移植所具有的免疫排斥、供體器官缺乏等諸多問題。組織工程學技術方面的研究主要集中在以下三個方面: ①細胞生長調節因子：尋找并提取組織分泌產生的生化物質, 這些由組織分泌或產生的生化物質(如生長因子、細胞活素、抗體類物質) 來源于有活性的細胞, 將提取的此類生化物質或某些功能蛋白質成份種植在適當的基質中, 使機體損失的某些組織及功能成功的得到修復或恢復；②種子細胞：分離功能細胞制成代用品, 機體內接種一群結構相似, 功能相關的細胞, 以代替缺失組織和器官的某些特定功能；③細胞外基質(Extracellular Matrix, ECM ) 及可降級的細胞支架材料的研究。
組織工程的研究幾乎涵蓋各個機體重要的組織器官，如骨、軟骨、骨骼肌、平滑肌、肌腱、心臟瓣膜、血管、角膜、皮膚等等。泌尿道（尿道、膀胱、輸尿管）的重建也是組織工程較多涉及的領域之一。早在1917年neuboff等就應用筋膜行狗的膀胱擴大術實驗，而真正意義的泌尿道的組織工程重建只是近10余年的事情。本文就組織工程的基本問題和泌尿道組織工程重建的現狀做一概述。
1. 組織工程膀胱
1.1 復合腸代膀胱術
復合腸代膀胱術（Composite enterocystoplasty）是對傳統的腸代膀胱術的改良，其主要設計思路是在體外培養擴增正常的人尿路上皮細胞（normal human urothelial, HNU ）,并種植在可降解的膜狀細胞支架上，然后將HNU和膜的復合體移植于準備行膀胱替代的去粘膜腸管的內層，構建覆有尿路上皮的腸管以行膀胱替代術。作為種子細胞的HNU可來源于自體、同種異體或異種組織，以自體組織為首選。傳統上認為尿路上皮細胞普遍存在培養老化問題，因而難以在體內長久保持增殖活力和功能。Cilento 等研制的角化細胞無血清培養基初步解決了這個問題，采用他的方法可運用1cm2 活檢的尿路上皮標本，8周內獲得可覆蓋4202 m2 面積的細胞量。Sugasi 等進一步發現體外培養的上皮細胞具有和天然上皮同樣的尿液屏障作用，適合組織工程新膀胱的要求。Scriven 等設計了薇蕎網（Vicryl® mesh,Vicryl® 為臨床常用的可吸收縫線的材料），用以作為承載、移植HNU的細胞支架。Fraser 最近應用這種方法將體外擴增的HNU移植到去粘膜和去管化的的狗的子宮，以此行膀胱擴大術，結果顯示，在術后3個月，與對照組相比，新膀胱具有較好的順應性和較大的容量。組織學檢查也顯示新膀胱內面有光滑的尿路上皮生長。但也存在的較明顯的問題：①有的區域未見尿路上皮生長；②由于不完全的去粘膜化，有的區域仍有子宮粘膜生長。這提示未來的研究仍是尿路上皮粘膜在異源器官的生存問題。
1.2 無細胞的材料替代
用天然或人工合成的生物材料直接行膀胱替代是膀胱組織工程替代的一種較早期的探索，所用的生物材料一般分為兩種：天然材料和人工合成材料。對這些材料理論上基本的要求是惰性材料、較好的生物相容性、無免疫源性和適當的柔韌性。
1.3 天然材料
各種自體的、同源的、同種異源的天然材料曾用于膀胱替代的實驗研究，包括皮膚、殘余膀胱、大網膜、腹膜、凍干腦脊膜、心包膜、戊二醛處理過的羊膜等等。大多的動物實驗顯示，這些材料普遍存在免疫排斥、結石形成、移植物皺縮、尿瘺等不良反應和并發癥。此外，受體殘余的膀胱組織細胞也很難長入這些材料。膠原屬于細胞外基質的固有成分，經預先脫細胞和交聯反應處理的膠原組織顯示較好的柔韌性和組織相容性，理論上較符合組織工程膀胱的要求，但經過實際應用發現交聯的膠原不利于宿主細胞的長入和生長，也延緩了其在體內的生物降解，這大大增加了結石形成的可能。
小腸粘膜下組織（small intestine submucosa，SIS）和膀胱無細胞基質（bladder acellular matrix，BAM）是兩種新型的組織工程膀胱替代材料，最近的研究顯示兩者均具有較好的生物相容性，是較有前途的膀胱替代天然材料。SIS取自豬的小腸粘膜下基質組織，經脫細胞、去免疫處理制備而成，目前已經商品化（OaSIS™），SIS是一種取材于豬小腸的一種異體組織。其在制作時通過去除小腸的粘膜層、漿膜層以及肌層,從而形成一層厚0.1cm的膜狀組織。其中含有膠原成分以及一些促進組織再生的生長因子,因其與細胞外基質十分接近,而有利于細胞的粘附和生長,其最大優點是沒有免疫原性。SIS 很早開始便應用于膀胱擴大的研究。Kropp等先后在鼠及狗的身上用SIS補片進行了擴大膀胱術。術后在補片處的組織學上可見到正常膀胱的三層組織(上皮、肌層、漿膜層) ,且與正常的膀胱組織難以區分。這提示SIS 可以作為應用于擴大膀胱術的一種材料。隨后Vaught的研究結果顯示重建的新膀胱有以下特點: ①有收縮能力; ②在組織上可見膽堿能、嘌呤原、β- 腎上腺素能受體; ③再生組織受膽堿能、嘌呤原神經支配。這些特點與正常組織相似,從而進一步支持用SIS 作為擴大膀胱材料的理論。在初步實驗獲得成功后,Badylak 對SIS 促進組織重生的速率及其過程進行了實驗,提示SIS 作為膀胱擴大的材料不僅促進組織快速重生,而且有非常快的降解速率,這樣避免了在其降解之前發生嚴重的急、慢性炎癥反應。此外,與傳統腸段進行膀胱擴大的比較兩者在短期內效果相近,但長期前者明顯優于后者。
BAM來源于豬的膀胱組織，是經處理的脫細胞的膀胱粘膜下基質組織，與SIS相比，更適合作為膀胱替代的材料，經大量實驗研究具有以下特點：①具有良好的細胞相容性，適合作為多種“種子細胞”的支架，支持細胞的粘附、生長與增殖；②BAM移植物組織反應較小，很少發生組織皺縮、變型，不會形成嚴重的結締組織包裹；③BAM 移植物具有良好的柔韌性，能耐受一定的張力，適合膀胱作為儲尿容器的特點；④BAM 來源較廣泛，制備簡單，適合臨床的需求。動物來源的材料有潛在的傳播病原體的危險。Klaus 等對最常用的豬源性BAM移植物進行了關于豬內生性逆轉錄病毒（PERV）是否可以跨物種傳播的研究。他們將豬源性BAM移植到羊體內，采用PCR、RT-PCR、免疫組織化學、電鏡以及DNA序列測定等方法，檢測PERV在羊體內和BAM移植中基因和抗原蛋白的表達，結果未發現PERV。這說明經過化學脫細胞處理的豬BAM移植物可有效阻止異源病毒的跨物種傳播，在人類使用是安全的。
1.4 人工合成材料
人工合成的高分子可降解的生物材料也可作為一種膀胱替代材料。常用于組織工程的聚合物材料有聚乳酸（poly-L-lactic acid, PLA）,聚羥基乙酸（poly- glycolic acid, PGA, 聚已內酯（poly(epsilon-caprolatone), PCL）以及它們之間的共聚物等。這些人工合成的高分子聚合物都是常用的組織工程材料，具有高度的生物相容性和生物降解能力，有的已通過美國食品與藥物管理局認證，可用于醫用生物材料入外科縫線等。單獨應用這些材料進行膀胱替代的研究較少，它們一般和細胞結合，作為細胞的基質支架支持細胞的膀胱重建作用。與天然材料相比，其生物相容性較差，其相對優勢在于可根據實際需要已較簡單的方法改變或修飾材料的理化性能，調控其降解時間和機械性能。
1.5 結合細胞的“功能性”材料
人們曾期待無細胞的的材料能誘導移植受體的細胞長入材料，隨著材料的逐步降解以形成以移植受體細胞為主的組織替代，而作為膀胱壁的主要成分——平滑肌細胞自然的生長極為緩慢，所以這種設計思路在膀胱替代是很難實現的。目前人們逐漸轉向在另外一種“種子細胞”+“細胞支架（細胞外基質）”的組織工程策略，即在體外分離、擴增種子細胞（自體平滑肌細胞、干細胞、尿路上皮細胞等），并將其種植在天然的或人工合成的細胞支架之上小腸復合體，然后再將細胞-材料的復合體植入缺損處的組織和器官。人們把這種結合功能性細胞的材料形象地稱為“活”的材料。
1995年Atala用PLA 作為動物體外膀胱移行上皮細胞的生長支架, 并將體外培養的細胞- PLA 活性復合物移植于異種動物的膀胱缺損區獲得成功, 其用PLA 制成人工細胞支架, 從實驗兔的膀胱中提取移行上皮細胞, 經過膠原酶及其它化學試劑處理后, 此細胞種植于人工細胞 支架上, 再將細胞- PLA 復合物置于生長液中培養4 天后, 移植于異種動物鼠的膀胱缺損區, 觀察到60 天內兔的膀胱移行上皮仍然存活, 隨時間延長, PLA 支架逐步降解吸收而為鼠自體膀胱的移行上皮及平滑肌細胞取代, 從而證明; PLA支架除起著支持兔的膀胱移行上皮生長外, 還能對鼠的自體膀胱細胞再生修復起著框架作用。1997 年, 美國波士頓兒童醫院已用這一方法成功的為10 只羊羔植入了新膀胱, 并計劃在不遠的將來, 將一個從胎兒細胞中培養出來的膀胱植入人體。
在應用天然材料作為細胞支架進行膀胱再生方面，目前也取得了一定的進展。Yoo 等曾應用取自狗膀胱的平滑肌細胞和尿路上皮細胞作為種子細胞，以異體狗的BAM作為細胞支架構建組織工程膀胱，結果顯示術后12個月后，膀胱容量可恢復到術前的99%，以后在積累一定的實驗基礎之后，他們用這種方法進行了早期的臨床實驗。他們對7例患有腦脊膜膨出合并有低張、高壓的神經源膀胱的患者取膀胱活檢，或其平滑肌細胞和膀胱上皮細胞進行體外培養和擴增，然后將其種植于BAM，形成細胞BAM的復合體，體外培養3-4 d, 將其植入體內行膀胱擴大，術后平均隨訪近4年，膀胱功能較以前均有不同程度的改善，未發現有酸堿失衡、代謝紊亂、結石形成等并發癥。這一研究成果被著名的美國泌尿外科專家Chung譽為具有里程碑意義的進展。以后Brown等也曾單獨應用BAM 進行膀胱替代，膀胱在術后22周基本恢復正常容量。他們將自體的平滑肌細胞和尿路上皮細胞種植于BAM 進行膀胱替代，發現移植的細胞可向基質深層生長，并伴有明膠酶活性的增強，他們認為BAM 內可能含有重要的誘導因子刺激移植細胞的粘附和增殖，并能促進平滑肌細胞與尿路上皮細胞之間的信號傳導和相互作用。
2. 組織工程尿道
組織工程尿道重建的研制包括尿道支架材料的研制、種子細胞的培養和種植、調控因子的選擇等。
2.1 支架材料的研制
細胞支架材料可為細胞提供生存所需的三維空間，便于細胞從周圍組織獲得足夠的營養物質、進行氣體交換、排除廢物以及利于血管和神經長入等，使細胞按照預制特定形態的三維支架生長。理想的支架材料應該是組織相容性好，可以促進細胞間的相互作用和組織生長；擁有良好的機械和物理性能，具有三維立體孔隙結構，并可被生物在需求的時間降解和吸收；降解產物不能有毒性作用或引發炎癥反應。根據來源不同, 支架材料可分為天然生物材料和人工聚合的高分子材料。
2.1.1 天然生物材料
天然生物材料又可分為自然衍生材料和無細胞基質（Acellular Matrix，ACM)。
（一）自然衍生材料如纖維蛋白﹑膠原﹑透明質酸及其復合代物等大分子材料，上述物質多為正常細胞外基質中的高分子材料，目前研究較多的有（1）膠原：膠原是哺乳動物體內分布最廣且含量最多的超分子蛋白，易于提取,生物相容性好, 含有能促進細胞粘附和分化的因子,有很好的物理性能，其降解率可通過調節分子內部連接鍵而該變，且降解產物無毒，應用比較廣泛。有研究發現，膠原表面的整合素亞單位在細胞粘附中起橋聯作用，當抗整合素亞單位抗體存在時，細胞不能定向延伸生長，證實膠原是可支持細胞粘附及分化的表面修飾材料。Ei—Kassaby等應用膠原基質為28例尿道狹窄患者進行尿道重建，術后隨訪37個月，24例顯示排尿通暢且無并發癥，4例狹窄于1年后自行修復，組織學檢查可見典型的尿道上皮結構。膠原的缺點是塑型性差、尚存在外來膠原產生免疫反應等問題。（2）纖維蛋白：纖維蛋白單體在凝血酶作用下可聚合成立體網狀結構的纖維蛋白凝膠，其具有降解吸收性好、無毒性、抗原性低、可促進血管生長等優點，其所含的纖維蛋白穩定因子對種植的種子細胞有很強的親和力，并能促進細胞的增殖和分化。
（二）無細胞基質是一種特殊的天然材料，是將生物組織經過特殊處理將實質細胞及部分抗原成分去除, 保留相對完整的細胞外支架結構。無細胞基質在修復組織缺損中已表現出良好的促再生特性 ，基質有適宜細胞生長的三維空間且含有特殊氨基酸序列﹑蛋白多糖等，可促進細胞吸附或保留促分化功能,在修復組織缺損中具有傳統材料不可比擬的優點。無細胞基質作為一種天然的細胞支架材料具備如下特點：具有較好的生物相容性；具有較好的生物可降解性；不引發機體的免疫排斥反應。在尿道修復與重建的組織工程中ACM為尿道上皮細胞、血管內皮細胞、平滑肌細胞的生長提供支架和促進作用。近年來關于ACM的研制較成熟，常用的如下：尿道細胞外基質﹑真皮脫細胞基質﹑脫細胞膀胱基質﹑血管細胞外基質﹑小腸粘膜下筋膜﹑陰莖包皮無細胞基質等。
在實驗研究中的進展：（1）尿道細胞外基質：楊嗣星等用兔尿道制備成尿道ACM 并用于同種異體尿道缺損修復實驗。結果顯示：缺損修復實驗術后10 d ,基質中見單層上皮細胞,且有血管長入ACM 中,但管徑較小,基質和受體尿道連接處有炎性細胞浸潤;3 周時尿道ACM 管腔已完全被上皮細胞覆蓋;6 周時可見平滑肌細胞再生,炎性細胞消失。24 周后基本結構近似正常。張金明等在實驗中也顯示了同種脫細胞尿道基質材料的良好效果。（2）膀胱無細胞基質：Allison L. Brown等將豬的膀胱經剪切﹑酶解后制成實驗用的無細胞基質，然后把膀胱平滑肌細胞和膀胱上皮細胞種植其上，混合培養一段時間，觀察基質的變化。免疫組化發現混合培養時基質結構相容性收縮改變明顯，尤其是靠近上皮面的那部分。混合培養組織中明膠酶活性也出現了顯著的不同改變。可見膀胱無細胞基質中含有誘導細胞間及細胞與基質相互作用的關鍵因子。Dham s 等通過比較3 種(小鼠、豬、人)膀胱粘膜下層無細胞基質（bllader Acellular Matrix, BAM）的生物學組成和機械性能, 發現異種BAM無明顯差異,在移植作為工程材料時不會發生免疫排斥反應。
在臨床研究ACM中也取得了一些成果，如Franco Mantovani等以豬的小腸粘膜下層脫細胞基質為支架，為患者施行尿道修復與重建。手術兩月后行排泄性尿道照影檢查，示良好尿道口徑。四月后行尿道鏡觀察并顯微鏡檢，發現修復材料已轉化成人體正常組織。六月后隨訪示尿動力學結果滿意，且患者未訴不適。
制備ACM 的方法主要有酶消化法和SDS 分離法。近年來Nomi, M等研究發現，為防止移入組織出現萎縮和細胞壞死，當組織厚度超過0.8mm時就需要血管長入，以提供細胞生長所需的營養素和氧份。Dike S.等機械分離游離腸段的動靜脈，然后用陰離子表面活性劑促進該段腸組織的細胞裂解，并將所需細胞成分分別種植于組織支架和血管支架上，此組分用于缺損修復的結果證實了血管化組織可以更好地保留其生長活性。
2.1.2 人工聚合的高分子材料
高分子材料是以高分子化合物為基礎的材料。人工聚合的高分子材料在組織工程中的應用主要有聚乳酸(polylactic acid ，PLA)、聚羥基乙酸(polyglycolic acid，PGA) 、L 型聚乳酸(poly-L-lactic acid，PLLA) 等。這些人工材料易于塑型,便于建立理想的三維結構，通過改變它們晶體形狀可以改變降解速率，并可成批生產。目前主要應用的是PLGA,即PLA與PGA的共聚物。Newman K D等把PLGA制造成包裹有維甲酸A的微載體，研究多功能胚胎癌細胞P19在載體上的粘附﹑生長和分化，發現細胞生長良好，結果表明了PLGA在組織工程中作為多功能干細胞和調控因子載體的具有巨大潛能。PGA降解速度約4～8周，PLA則可存在2年才被降解，于是可根據兩者的構建比例達到理想的降解速率，構建出需求的三維結構，滿足于尿道的修復與重建。
2.3 種子細胞的選擇
雖然在實驗及臨床上有直接運用支架修復與重建尿道的報道，但后期往往支架材料已大部分降解，自身細胞的生長卻仍未達到需要的標準，于是近年來人們認識到平滑肌細胞在尿道修復中的作用---即種子細胞的種植作用。種子細胞的種植不僅可以有效的縮短修復時間，減少并發癥的發生，而且可因種子細胞的分化和/或增殖，達到病損尿道的永久性替代和功能性修復。種子細胞大體可分為已分化細胞和干細胞兩種。基本步驟就是通過組織活檢獲得種子細胞, 通在體外分離、培養、純化、擴增和傳代, 得到足夠數量的細胞后種植于三維支架材料上, 把這種復合材料移入體內成為尿道的替代材料。
早期Romagnodi等用人的表皮細胞制成管狀移植物進行尿道修補,近期隨訪獲得較好效果，但遠期移植物尿道面的上皮細胞是否能適應尿道的環境尚待進一步的實驗證實，且已分化細胞存在培養困難及傳代較慢等缺點，于是需尋找另一來源的種子細胞。
目前研究的熱點是干細胞，多功能干細胞即可向多方向分化的原始細胞。它可在特異的調控因子及細胞基質的影響下可分化為目的細胞，其上述特性決定它可作為組織工程需要的種子細胞。干細胞可來源于胎兒組織（人胚胎干細胞）和成人組織（骨髓﹑肌組織﹑血管內皮﹑皮膚及脂肪等處）。盡管理論上人胚胎干細胞（embryonic stem cells，ESCs）依靠其多分化能力可作為理想的種子細胞，但胚胎組織的獲取和實驗存在很多倫理方面的爭論；通過羊膜穿刺獲得羊水細胞被證實具有間質細胞的特性，但同樣存在損傷母體和擾動胎兒的危險。自體干細胞相符的免疫活性及無倫理限制使其成為ESC的替代細胞。骨髓來源于胚胎中胚層并且含有多種生血干細胞，其中包括間充質干細胞。Pittenger, M.F.等的研究證實了骨髓來源的間充質干細胞在組織工程運用中的可行性，其可分化為脂肪細胞﹑軟骨細胞﹑成骨細胞及肌細胞等。缺點是骨髓干細胞的取材有一定的痛苦，一般需要在全麻或蛛網膜下腔麻醉下進行，并且獲得數量較少，在擴增到臨床需要的數量時需要花費很多時間和財物，而且增加了污染的機率。張金明等采用Preplate技術分離培養肌源性細胞，經誘導分化后進行流式細胞術(flow cytometry, FCM)、免疫細胞化學、Western blot等檢測，確定肌源性干細胞時被分化為平滑肌細胞。Patricia A等研究表明，脂肪組織中同樣存在一種具有多向分化潛能的間充質干細胞—PLA細胞（processed lipoaspirate cells），免疫熒光和流式細胞儀顯示這種多功能干細胞大部分來源于中胚層，其內含有少部分內皮細胞和平滑肌細胞。PLA細胞獲得簡單，即在局麻下通過脂肪抽吸術或脂肪切除術獲得，呈纖維母細胞樣菱形，在體外擴增穩定且在一定條件下可分化為脂肪﹑骨﹑軟骨﹑骨骼肌和心肌細胞。近年來PLA被用于尿道組織工程實驗中，Gregory S. Jack等把PLA作上免疫熒光標記后注入動物模型的膀胱或尿道，八周后對組織成分分析，證實了PLA在體內分化并表達出平滑肌早期分化標志--α平滑肌肌動蛋白。PLA細胞的粘附基質能力，生長分化能力與MSCs基本相同，且取材容易﹑擴增能力強﹑來源廣泛等都預示著其廣闊的應用前景。
2.4 調控因子
組織工程化尿道的構建除需要性能優良的載體和良好的種子細胞外，調控因子對種子細胞的調控作用也是非常重要的。調控因子不僅可以定向誘導種子細胞的分化，而且可以促進細胞的增殖。目前，在直接誘導分化中用到的生長因子有很多，如重組血管內皮生長因子（VEGF）﹑堿性成纖維細胞生長因子﹑轉化生長因子﹑血小板衍生生長因子BB等。VEGF除了作用于血管內皮細胞外，Liu X等發現在分泌型VEGF的影響下，大鼠海綿體平滑肌細胞會出現增殖和遷移等反應，并且大鼠海綿體平滑肌細胞亦分泌VEGF。堿性成纖維細胞生長因子對多種細胞的增殖和分化都具有調節作用，是平滑肌細胞的強烈刺激因子，常作為很多生長因子促進平滑肌細胞增殖的中介因子。Hong J等發現轉化生長因子β也對干細胞分化為平滑肌細胞有誘導作用。
3. 組織工程技術治療壓力性尿失禁（SUI）
組織工程技術治療壓力性尿失禁（SUI）的歷史由來已久，早在上世紀70年代，經膀胱鏡尿道周圍注射填充劑（泰富隆、動物膠原）以提高排尿阻力的微創技術治療SUI已成為臨床一種可選的方法，但填充劑易降解和/或遷移，遠期效果不佳。加之由于存在異物及過敏反應、材料潛在毒性等并發癥，這種方法難以廣泛應用于臨床。多年來，人們一直試圖尋找更理想生物材料（如熱解碳微球等）解決以上難題。然而這些合成的填充材料雖能提高尿道對尿流的機械抗性，但無法做到對尿道的功能性修復，遠期效果難以預測。
近年來，以干細胞為基礎的組織工程技術為經尿道注射注射SUI帶來了新的曙光。Pittsburgh 大學Chancellor 小組曾將源于大鼠腓腸肌的肌源型干細胞注射進固有括約肌缺陷型尿失禁大鼠模型的尿道肌層，證實干細胞可在尿道肌層存活，并具有橫紋肌表型，可在短期內提高腹部漏點壓（abdominal leak point pressure ）,表明了干細胞的擴約肌替代療法的可行性，但也存在明顯的局限性，即單純的細胞療法由于缺乏組織工程支架（scaffold）的支持和依托，無法確保遠期療效。作者最近與美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）合作將脂肪源干細胞與可降解的生物材料PLGA微球相結合，注射于SUI模型的大鼠尿道，并誘導干細胞向平滑肌分化，證明微球不但可支持干細胞的增值和分化，而起可阻止其遷移，使分化的平滑肌細胞聚集在受損尿道局部，促進了尿道固有括約肌的功能性修復，取得了較好的遠期治療效果。
4. 泌尿道組織工程面臨的問題及前景
組織工程近年來成為實驗及臨床上的研究焦點，為尿道的修復與重建提供了新的思路和廣闊的前景，但目前尚存在缺乏非常理想的尿道組織工程材料的問題。問題的幾個主要方面：（1）支架材料與種子細胞的相互作用是組織工程的關鍵，也是目前面臨的瓶頸。人工合成高分子材料在結構相容性和表面相容性上與天然材料相比，缺少各種生物信號及功能基團, 直接影響到種子細胞的粘附和進一步的分化﹑增殖；細胞外基質中的高分子材料塑型性差，且其降解速度難于調節；脫細胞基質亦存在純化等問題，常因尚存的細胞成分而導致機體發生排斥反應。因此未來的研究重點是探索利于種子細胞粘附﹑遷移和分化的支架材料—-即對支架材料的物理性能和相容性的塑造，以及對材料表面進行修飾。（2）種子細胞的成功獲取已有經驗可循，可是體外培養和分化中存在著污染等問題，以及在體外保持細胞的物理活性還需要進一步研究，因此將來的另一重點就是種子細胞理想的體外培養和誘導分化技術。（3）雖然已發現某些細胞因子在細胞分化﹑增殖中起調節作用，但調控因子的作用機制及各因子的相互作用尚不清楚，因此對調控因子的選擇和控制性釋放技術的研究也將成為重要分支。
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