在临床实践中，外科医生通常使用缝合的方式吻合组织损伤。然而，对于不规则的组织创面、组织发生缺损的创面以及在消化道吻合手术中的环形创面，缝合操作不仅耗时，还伴随着渗漏及感染的风险。为了实现更好的不规则创面粘合修复，浙江大学杨栩旭副研究员团队开发了一种基于壳聚糖和聚丙烯酸的冻干凝胶粉末（ACPs）。ACPs在组织粘合修复中具有诸多优势：（1）ACPs被加工为微米尺寸的多孔微粒，因其远小于常见伤口尺寸，可自适应组织创面的不规则形貌；（2）ACPs能以点状分布的方式吻合两侧创面，在提供足够界面强度的同时，避免使用过量；（3）高强度的组织粘接界面；（4）极佳的生物相容性及降解性，在不影响组织修复的情况下发生生物降解。
ACPs能够在体外实现猪肝脏、肾脏、结肠、心脏、肌肉及胃组织的重建并快速形成强韧粘接界面。研究团队进一步证明ACPs适用于不规则的损伤，并将其应用于大鼠模型肝破裂修补及兔模型肠道吻合。ACPs具有优异的力学性能、良好的生物相容性，及对不规则表面的粘接能力，使其在临床上是成为极具前景的组织粘接剂，也有希望将其应用于战场腹腔损伤紧急处理。相关论文以题为Adhesive cryogel particles for bridging confined and irregular tissue defects 发表在《Military Medical Research》上。
常见组织缺损的特征尺寸在毫米至厘米尺寸，微米尺寸的ACPs颗粒能够进入其中，并适应缺损组织的不规则表面形貌（图1a）。短暂在组织缺损两侧施加压力后，ACPs吸收组织界面上残留的液体转变为水凝胶微粒。随后，水凝胶微粒通过氢键与静电作用发生自交联，形成水凝胶簇，接着与受损组织表面反应，桥接受损的组织并形成强韧的界面。在组织愈合过程中，ACPs逐渐生物降解，对应水凝胶簇也逐渐分解。
ACPs对组织的强韧粘接能力在离体猪器官模型中进行了测试。通过180°剥离测试，得到ACPs与猪不同离体组织的粘接强度：对心脏组织的粘接强度达到670.9 ± 50.1 J/m2，结肠组织达到607.6 ± 30.0 J/m2，肝脏组织达到473.7 ± 37.0 J/m2，肌肉组织达到186.1 ± 13.3 J/m2¬¬，而胃组织达到579.3 ± 32.3 J/m2。在剥离测试的过程中ACPs凝胶簇在界面裂纹扩展之前会被拉长并继续桥接组织。
在对照培养基及加入ACPs共混培养基中培养LO2（人正常干细胞）及Caco-2（人肠上皮细胞）。培养3天后，进行活/死细胞的荧光共聚焦显微镜成像，发现ACPs不会影响上述细胞的活性。
通过大鼠模型皮下植入实验测试了ACPs的生物相容性，植入两周后其炎症反应与已经投入临床使用的Fibrin类粘接剂相当。皮下植入ACPs的大鼠的生化指标相较于皮下植入Fibrin及无植入物的对照组无显著性差异。
ACPs桥接不规则受损组织的能力在体内大鼠肝脏破裂修补及体内新西兰白兔小肠侧侧吻合手术中得到了验证。ACPs能够快速闭合大鼠肝脏上深4mm直径4mm的严重损伤，表现出显著的创面闭合能力。经过治疗的大鼠在2周后均存活，且生化指标与正常大鼠无显著性差异。
随后，团队尝试使用ACPs替代缝线在新西兰白兔体内进行小肠侧侧吻合手术，术后两周内，新西兰白兔均存活且生化指标维持正常，吻合区域未出现渗漏现象。术后两周收样观察，使用了ACPs吻合的小肠组织，吻合口完全闭合。组织学结果表明，ACPs实现了小肠组织的全层修复，克服了传统缝合中的导致的渗漏、感染风险并有效减少手术操作耗时。
浙江大学薛耀庭博士、陈鸣宇博士、曹佳胜博士为文章共同第一作者，浙江大学杨栩旭研究员为文章独立通讯作者，浙江大学李铁风教授、蔡秀军教授、杨卫院士为文章共同作者。
参考文献：
Yao-Ting Xue, Ming-Yu Chen, Jia-Sheng Cao, Lei Wang, Jia-Hao Hu, Si-Yang Li, Ji-Liang Shen, Xin-Ge Li, Kai-Hang Zhang, Shu-Qiang Hao, Sarun Juengpanich, Si-Bo Cheng, Tuck-Whye Wong, Xu-Xu Yang, Tie-Feng Li, Xiu-Jun Cai & Wei Yang. Adhesive cryogel particles for bridging confined and irregular tissue defects. Military Med Res 10, 15 (2023). https://doi.org/10.1186/s40779-023-00451-1
原文链接(点击“阅读原文”)：
https://mmrjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40779-023-00451-1
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