他达拉非-纤维素纳米复合材料在大鼠盲肠磨损模型中预防术后腹腔粘连的潜力研究

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对兽医临床中术后腹腔粘连这一棘手并发症,创新性地评估了PDE-5抑制剂他达拉非及其与纤维素纳米复合材料的抗粘连效果。通过建立大鼠盲肠磨损模型,研究发现他达拉非/纤维素复合材料能完全预防粘连形成,其机制涉及调节MDA、GSH等氧化应激指标,降低TNF-α、IL-6等促炎因子表达,并抑制巨噬细胞浸润。该研究为开发新型可降解抗粘连材料提供了重要依据。

  

在兽医临床实践中,腹部手术如卵巢子宫切除术、剖腹产和胃肠道手术等十分常见,但术后腹腔粘连的形成却成为困扰外科医生的难题。这些粘连带不仅会导致慢性腹痛、肠梗阻等并发症,还会增加再次手术的难度和经济负担。据统计,约90%的腹部手术患者会出现不同程度的腹腔粘连,其中5%会发展为肠梗阻等严重问题。尽管临床上尝试过多种预防措施,如使用壳聚糖、透明质酸等材料,但至今仍未找到理想的解决方案。

针对这一临床痛点,由Ahmed Abdelrahiem Sadek、Mahmoud S. Sabra等组成的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项创新性研究。该研究首次探索了治疗勃起功能障碍的常用药物他达拉非(Tadalafil)及其与纤维素纳米复合材料在预防术后腹腔粘连中的应用潜力。他达拉非作为磷酸二酯酶-5(PDE-5)抑制剂,具有抗氧化和抗炎特性;而纤维素则因其良好的生物相容性和可降解性,在医疗领域应用广泛。研究人员设想,将两者结合可能产生协同效应,为解决这一临床难题提供新思路。

研究主要采用了三种关键技术方法:首先通过溶液浇铸法制备他达拉非-纤维素纳米复合材料并进行X射线衍射(XRD)表征;其次采用MTT法评估材料对小鼠胚胎成纤维细胞的细胞毒性;最后建立大鼠盲肠磨损模型,30只大鼠随机分为粘连组、他达拉非组、纤维素组、他达拉非/纤维素组和假手术组,通过宏观评估、氧化应激指标检测、炎症因子分析和组织病理学检查等方法系统评价抗粘连效果。

材料表征与体外细胞毒性

XRD分析证实成功制备了他达拉非-纤维素纳米复合材料,药物与纤维素主要通过静电作用和氢键结合。MTT实验显示,他达拉非(96.4±3.1%)、纤维素(103.5±4.7%)及其复合材料(105.5±6.81%)对细胞活力无显著影响,表明材料具有良好的生物相容性。

宏观评估结果

术后两周的解剖观察显示,粘连组大鼠出现2.66±0.51分的致密粘连带,而他达拉非组仅0.16±0.40分(仅1例出现纤细粘连),纤维素组为1.33±0.52分。令人振奋的是,他达拉非/纤维素组完全未观察到粘连形成(0分),效果优于各单一治疗组。

氧化应激与炎症指标

在分子机制层面,粘连组的MDA(26.75±4.59 μmol/L)显著高于治疗组,而他达拉非/纤维素组的GSH(61.74±2.49 μg/mL)接近假手术组水平(62.69±8.25 μg/mL)。促炎因子检测显示,他达拉非/纤维素组的TNF-α(58.73±5.71 pg/mL)和IL-6(192.36±15.27 pg/mL)水平最低,显著低于纤维素组(89.05±4.86和290.38±22.98 pg/mL)。

组织病理学发现

H&E染色显示,粘连组出现严重炎症浸润和胶原沉积,而他达拉非组仅见轻度黏膜炎症。纤维素组虽有轻度粘连,但炎症评分(1.40±0.69)显著低于粘连组(2.10±0.56)。他达拉非/纤维素组仅见浆膜层少量单核细胞浸润,无粘连形成。

巨噬细胞免疫组化分析

抗CD163抗体染色显示,粘连组的巨噬细胞浸润评分最高(3.10±0.73),他达拉非/纤维素组最低(1.00±0.66),证实复合材料能有效抑制巨噬细胞募集这一粘连形成的关键环节。

讨论部分指出,他达拉非通过抑制PDE-5升高cGMP水平,减少NADPH氧化酶活性,从而发挥抗氧化和抗炎作用;纤维素则通过物理屏障作用和上调tPA/PAI-1比例促进纤维蛋白溶解。两者协同作用形成了多靶点干预策略:既抑制了初期炎症反应,又阻断了后期纤维化进程。

该研究的创新价值在于:首次将他达拉非应用于抗粘连领域;开发的纳米复合材料兼具药物疗效和材料优势;通过多组学分析阐明了分子机制。相较于临床使用的透明质酸等材料,这种复合材料成本更低、效果更显著,为开发新型抗粘连产品提供了重要参考。未来研究可进一步探索其在大动物模型中的应用,并优化给药方式和剂量。

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