基于血凝素的自平整Janus贴片:术后粘连综合防治新策略

【字体: 时间:2025年06月25日 来源:Materials Today Bio 8.7

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  针对术后防粘连材料易移位、诱发非特异性组织粘连及继发性纤溶紊乱等难题,南京大学科研团队开发出基于血凝素(HD)的三层自平整Janus贴片(J-HD)。该贴片通过抗粘连层(HD-PF127)、增强层(PVA)和湿组织粘附层(HD)的协同作用,实现223.85 J/m2的界面韧性,显著降低大鼠模型中粘连发生率,并调控t-PA/PAI-1平衡促进无粘连愈合,为临床防粘连材料设计提供新思路。

  

术后腹腔粘连是腹部手术后的常见并发症,90%以上剖宫产患者会面临此问题,可能导致肠梗阻、慢性疼痛甚至不孕。现有防粘连材料如Interceed?膜虽能降低32-55%的粘连率,但存在需缝合固定、覆盖不全、易移位等缺陷;而透明质酸钠凝胶又因降解过快(半衰期约24小时)难以维持有效屏障。更棘手的是,传统材料无法同时解决湿环境粘附力不足与抗细胞/蛋白粘附的矛盾需求,也缺乏调节局部纤溶平衡和炎症微环境的能力。

针对这些挑战,南京大学的研究团队创新性地开发了一种基于血凝素(HD)的自平整Janus贴片(J-HD)。这种三层结构材料由顶部的HD粘附层、中间的PVA增强层和底部的HD-PF127抗粘附层组成,兼具2.02 MPa的拉伸强度和223.85 J/m2的湿组织粘附力,其自平整特性可完美贴合不规则创面。相关研究成果发表在《Materials Today Bio》上,为解决术后粘连防治难题提供了多功能的解决方案。

研究采用冻融循环法制备PVA增强层,通过FTIR和XRD验证HD-PF127交联结构,SEM观察表面形貌,180°剥离试验和搭接剪切试验量化粘附性能。建立大鼠盲肠-腹壁粘连模型评估体内效果,通过ELISA检测炎症因子,RT-PCR分析t-PA/PAI-1等基因表达,免疫荧光标记M1/M2巨噬细胞表型。

3.1. HD-P薄膜的合成与理化性质
通过PEGDE交联HD与PF127形成的HD-PM薄膜展现最致密结构,降解时间延长至11天,接触角37.27°的亲水表面能有效抵抗蛋白吸附。XPS证实交联网络成功构建,C1s谱中286.3 eV的C-O峰证明醚键形成。

3.2. HD薄膜的湿组织粘附性能
4% HD薄膜表现出最优粘附性能,在猪皮上的界面韧性达223.85 J/m2,能承受水流冲刷并密封3 mm橡胶水管穿孔,这种特性源于HD多糖链的氢键拓扑纠缠。

3.3. J-HD贴片的体外抗粘连效能
三明治结构的J-HD贴片拉伸强度较单纯HD+HD-PM复合膜提高127%,TGA显示PVA中间层使热分解温度提升至225℃。自平整实验表明其5分钟内即可填平10 mm曲面间隙,而HD-PM侧对L929细胞和纤维蛋白原的粘附抑制率分别达85%和79%。

3.4. 体内抗粘连效果评估
在大鼠模型中,J-HD组术后14天粘连评分仅0.125,显著低于Interceed?组的1.63。H&E染色显示该组无炎性浸润,Masson染色未见异常胶原沉积。RT-PCR证实其能上调t-PA表达2.3倍,同时下调PAI-1和α-SMA表达。

3.5. 肠壁完整性修复
AB/PAS染色显示J-HD组杯状细胞数量与假手术组相当,ZO-1、Occludin和Claudin-1的mRNA表达恢复至正常水平,表明其通过维护紧密连接蛋白网络修复肠屏障功能。

3.6. 免疫调节作用
免疫荧光显示J-HD组CD68+巨噬细胞浸润减少67%,CD86+ M1型和CD206+ M2型巨噬细胞同步下调,打破"炎症-纤维化"恶性循环。

这项研究通过"结构维持-纤溶调节-免疫稳态"三重机制实现协同抗粘连。J-HD贴片的创新性体现在:①首创将HD的湿粘附特性与PF127的抗粘附功能整合;②PVA中间层解决传统Janus材料层间扩散问题;③降解周期(11天)与粘连形成关键期匹配。其临床转化价值在于无需缝合即可精准定位,且生物相容性评估显示皮下植入后主要器官无病理改变,溶血率仅0.17%。该设计理念为开发兼具机械性能和生物活性的新一代防粘连材料提供了范式。

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