科学转化医学:赵宣和团队开发了一种新型水凝胶胶带 可快速修复胃肠道伤口

来源：生物世界2022-02-09 08:30

在全球范围内，每年有数以百万计的胃肠道穿孔患者需要手术进行紧急修复，外科医生通常使用手术缝线来修复胃肠道的渗漏和撕裂。但这类手术需要长期的训练，患者缝合后仍有20%的几率出现二次渗漏，可能导致败血症。为了解决这一临床难题，麻省理工学院(MIT)赵宣和团队研发了一种新型的“即用型”手术胶带。这种结实、柔韧和生物相容的胶带可以粘贴到

在全球范围内，每年有数以百万计的胃肠道穿孔患者需要手术进行紧急修复，外科医生通常使用手术缝线来修复胃肠道的渗漏和撕裂。但这类手术需要长期的训练，患者缝合后仍有20%的几率出现二次渗漏，可能导致败血症。

为了解决这一临床难题，美国麻省理工学院(MIT)赵宣和团队研发了一种新型手术胶带，即“即用型”。这种结实、柔韧和生物相容的胶带可以附着在受损的生物组织和器官上，有助于密封胃肠渗漏和撕裂。

该研究以封面论文的形式发表在《科学》子期刊《科学转化医学》(Science Translational Medicine)上，论文标题为：一种用于胃肠有意缺陷无缝合修复的现成生物粘附贴片(一种用于修复胃肠损伤的现成生物粘附贴片，无需缝合)。

这种手术胶带就像日产日常生活中使用的胶带。一面粘，一面光滑。它能快速粘附在各种动物模型的结肠、胃和肠道的大泪痕和穿刺伤口上。粘合剂会在几秒钟内迅速与组织结合，并保持一个多月。同时，它还具有灵活性，在愈合时可以与正常器官一起扩张和收缩。一旦损伤完全愈合，胶带将逐渐降解，不会引起炎症或粘附到周围组织。

研究团队设想，手术带有朝一日可以成为手术室里常备的医用材料，作为手术缝合的快速、安全的替代或加固方法，用于修复胃肠道等生物组织的渗漏和撕裂。

该研究的作者之一Hyunwoo Yuk博士说：“我们认为这种手术胶带是一种很好的基础技术，可以制成实用的现成产品。外科医生可以在非手术区域使用，因为它不需要任何准备步骤，只需要拿出来，打开使用即可。

事实上，早在2019年，该研究团队就设计了一种双面手术胶带来连接两个湿组织表面。它由聚丙烯酸制成，聚丙烯酸是婴儿尿布的主要材料。当手术带与潮湿的组织表面接触时，它会吸收水分并粘附在组织上。研究人员还将NHS酯混合到材料中。——NHS酯是一种化合物，可以与组织中的蛋白质结合形成更强的键。最后，他们使用明胶或壳聚糖来加强粘合剂，以保持胶带的形状。

遗憾的是，虽然这种双面胶可以将不同的组织牢固地粘在一起，但外科医生表示，单面胶带可能会有更实际的应用，因为在实际情况中，两部分组织粘在一起并不常见，——个器官需要相互分离。

为此，研究人员首先调整了粘合剂的配方，并用更耐用的水凝胶3354聚乙烯醇3354代替明胶和壳聚糖。这种替换保持了粘合剂一个多月的物理稳定性，足以治愈典型的肠道损伤。此外，他们增加了第二层非粘性表面层，以防止贴片粘在周围组织上。这一层由可生物降解的聚氨酯制成，具有与天然肠道组织相同的弹性和硬度。

Yuk医生说：“‘我们不希望贴片比组织柔软，否则可能会有撕裂的风险，我们也不希望贴片太硬，否则会限制肠道蠕动，影响消化功能。"

在最初的测试中，手术胶带确实粘在组织上，但它也膨胀了，就像使用后的“尿布”。更重要的是，这种肿胀会拉伸胶带，并可能撕裂胶带。因此，研究团队进行了简单巧妙的优化。——预拉伸粘合层，然后引入非粘合层，这样当应用于组织时，预拉伸可以抵消肿胀。

设计优化后，研究团队进行了一系列实验，测试手术胶带的性能。当手术带附着在人上皮细胞培养物上时，细胞可以继续生长，这表明手术带具有良好的生物相容性。当植入大鼠皮下时，胶带在大约12周后可生物降解，没有毒性作用。

不仅如此，研究人员还将外科胶带应用于动物结肠和胃的损伤。他们发现，在伤口完全愈合的情况下，胶带仍然保持牢固的结合，与传统的缝合修复相比，它也产生了最小的疤痕和炎症。最后，研究小组将贴片应用于猪的结肠损伤，观察到实验动物继续正常进食，没有发热、嗜睡或其他不良健康影响。四周后，伤口完全愈合，无二次渗漏迹象。(100yiyao.com)

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