內鏡手術快速成膠雙面粉末防止術后黏連

　　醫學臨床手術后粘連幾乎是所有外科手術的后遺癥之一，通常是指由傷口血栓、間皮損傷或異物(如紗布)引起的器官與周圍組織之間的異常纖維化連接。術后粘連幾乎可以發生在身體的任何部位，并可能導致如腸梗阻、運動受限等多種風險。因此，臨床上對防粘連屏障的需求越來越大。

　　而理想的防粘連屏障應具有良好的粘彈性以滿足具有不同運動模態器官的生理活動需求，如動態收縮的心臟，蠕動的腸，準靜態的肝臟等。此外，屏障還應具有不對稱黏性，也被稱作Janus性，以保證黏性面牢固附著于組織表面，而非黏性面與周圍組織游離，從而起到防粘連效果。最后，屏障材料應該可以在內窺鏡引導下經導管遞送到組織表面，以滿足日益增長的微創手術需求。西安交通大學第一附屬醫院教授呂毅介紹，“但是，目前尚沒有合適的防粘連屏障可以同時兼顧材料粘彈性、Janus組織黏附性與微創遞送。”

　　針對上述問題，西安交通大學生命科學與技術學院仿生工程與生物力學研究所（BEBC）依托西安交大“大醫科＋強工科”模式，充分利用交大多學科交叉和理工醫融合的優勢,與西安交通大學一附院呂毅教授團隊合作，在“外科夢工廠”平臺支持下，基于力學、材料學、外科學等多學科交叉，開發了一種快速凝膠化的粉末（FJG粉末），可以在內窺鏡引導下通過導管遞送，并在組織表面原位形成粘彈性Janus水凝膠屏障。粘彈性的FJG水凝膠可以防止多種器官（心、肝、腸）的術后粘連，并在臨床前轉化的大動物實驗中驗證了其在微創手術中的可行性及有效性。

　　該工作近日以“可用于內鏡手術下的快速成膠的雙面粉末用于防止術后黏連”為題在美國《國家科學院院報》（PNAS）上在線發表。

　　據該論文相關作者介紹，據該工作構建了一種可以快速吸水并凝膠化的水凝膠前體粉末，使用分層水合的策略，實現了在組織原位形成Janus水凝膠層。首先利用甲基丙烯酰化修飾破壞了大分子多糖的分子間作用，從而提高了大分子多糖的吸水能力；同時利用硼酸酯鍵的快速動態加成，使粉末在水合后快速凝膠化。在遞送到組織表面后，FJG粉末會快速吸收組織表面水分并形成牢固黏附的水凝膠，進而利用陽離子殼寡糖溶液將上層粉末水合并使上層水凝膠表面陽離子化，以獲得上表面不具有黏性的Janus水凝膠。所形成的粘彈性FJG水凝膠可以適應于不同的器官運動，并具有適當的在體降解速率，可以有效預防大鼠心臟、肝臟、腸等多器官的術后粘連。此外，為了推動FJG粉末的臨床轉化，他們還開發了氣體輔助的粉末遞送裝置，該裝置可以在內窺鏡輔助下，將FJG粉末均勻地遞送到目標組織表面。同時，在臨床前豬的肝臟粘連模型進一步證明了FJG水凝膠預防術后粘連的效果。

　　據了解，西安交通大學仿生工程與生物力學研究所（BEBC）圍繞“科學研究-技術研發-工程應用-臨床推廣”的學術思想和“臨床問題（BED）-實驗室研究（BENCH）-臨床應用（BED）”的研究思路，在力學微環境領域開展了從組織到細胞和分子尺度的多尺度生物熱-力-電耦合學等基礎和應用研究，為闡明重大疾病的發病機理和臨床診療提供有效的理論指導和技術方案。