使用水凝胶屏障预防术后粘连

在腹腔或盆腔内手术后，疤痕组织通常在这些腔内形成，并可能粘附在其中发现的器官上。这种粘连在93%的患者中发生，可影响肠道、肝脏、膀胱、胆囊和女性生殖器官。在高达20%的粘连病例中，会出现严重的并发症，包括慢性腹部或盆腔疼痛、生育问题或肠梗阻。这不仅增加了患者的痛苦和死亡率，而且仅在美国就增加了超过10亿美元的额外住院费用。

解决这一问题的常用方法是使用市售合成薄膜作为粘附屏障。然而，有时很难将这些具有足够一致性的薄膜应用于不规则表面，而且它们也可能很脆弱，难以处理。此外，不可能将薄膜用于小门户手术，如导管插入术和腹腔镜，其总体疗效估计为25%。

通过一个多机构共同努力包括哈佛大学和Terasaki生物医学创新研究所(TIBI)的科学家们，他们开发了一种方法来克服这些挑战，并产生一种更有效的抗粘连屏障，并具有一些额外的优点。

研究人员首先选择了一种叫做水凝胶的聚合物，它是由硅酸盐纳米片(SNPs)制成的。之所以选择这种水凝胶，是因为它具有剪切减薄的能力——能够在压力下变形，然后迅速自我恢复并塑造自己以适应所需的空间。这使得它非常适合注射或喷涂到具有完整和均匀覆盖的表面上。研究人员还能够配制这种剪切减薄水凝胶屏障(STHB)固化，而不需要其他水凝胶所需要的额外聚合或交联步骤。防止其渗透、粘附和生长疤痕组织水凝胶混合物中含有一种叫做聚乙烯氧化物(PEO)的聚合物，可以产生细胞。

对水凝胶的各种配方进行了广泛的测试，以优化其剪切减薄能力、注射性、喷雾特性和结构稳定性。显微镜观察试验还进行了确定PEO在防止疤痕生成细胞粘附方面的有效性。结果表明，与不含SNPs或PEO的对照水凝胶相比，STHB的最佳配方具有更好的力学性能和更有效的防止细胞粘附。

动物模型和染色试验证实了这些初步结果。实验是在手术受伤的大鼠身上进行的，使用STHB或商业薄膜屏障植入它们的腹部衬里。术后两周标准时间后，目视检查所产生的粘连并进行分级。最佳STHB配方在防止细胞在膜屏障或阴性对照(无屏障)处理上粘附方面表现出最高的有效性。

染色实验仔细观察了疤痕组织的形成动物模型附着力测试。镜检显示，未植入屏障的大鼠瘢痕组织形成程度较高，而植入薄膜屏障的大鼠瘢痕组织形成程度较低，而最佳STHB配方的大鼠瘢痕组织完全没有形成。

随后的实验测试了STHB的长期生物相容性;这对于获得正常的术后愈合至关重要。结果表明，sthb植入后无免疫反应迹象，2周后完全降解和再吸收到体内。

TIBI的董事兼首席执行官Ali Khademhosseini博士说:“通过结合优化水凝胶屏障的最佳特性，我们创造了一种预防术后粘连的有效方法。”“这肯定会对手术患者和医疗保健行业产生巨大影响。”