一種噴霧凝膠可以使微創(chuàng)手術(shù)更簡單、更安全

每年有超過2000萬美國人接受結(jié)腸鏡檢查，在許多情況下，醫(yī)生最終切除了2厘米或更大的息肉，需要額外的護(hù)理。該手術(shù)大大降低了結(jié)腸癌的總發(fā)病率，但并非沒有并發(fā)癥，因?yàn)榛颊咴谑中g(shù)期間和手術(shù)后都可能出現(xiàn)胃腸道出血。

為了防止這些并發(fā)癥的發(fā)生，麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種新的凝膠，GastroShield，可以通過內(nèi)窺鏡噴灑到手術(shù)部位。這種凝膠形成一層堅(jiān)韌而靈活的保護(hù)層，作為受損區(qū)域的屏障。這種材料可以防止延遲出血，并加強(qiáng)組織的機(jī)械完整性。

“我們的組織響應(yīng)粘合劑技術(shù)通過互補(bǔ)的共價(jià)和離子相互作用以及物理相互作用與組織相互作用，提供長達(dá)數(shù)天的損傷保護(hù)，以防止息肉切除后的并發(fā)癥，以及其他有胃腸道出血風(fēng)險(xiǎn)的傷口?！甭槭±砉W(xué)院醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)研究所首席研究科學(xué)家、哈佛醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)副教授、該論文的資深作者Natalie Artzi說。

在一項(xiàng)動物研究中，研究人員表明，GastroShield應(yīng)用程序與當(dāng)前的內(nèi)窺鏡手術(shù)無縫集成，并提供3至7天的傷口保護(hù)，幫助手術(shù)后組織愈合。Natalie Artzi和研究小組的其他成員已經(jīng)成立了一家名為BioDevek的公司，該公司現(xiàn)在計(jì)劃進(jìn)一步開發(fā)用于人類的材料。

該研究發(fā)表在《Advanced Materials》雜志上。IMES主任Elazer Edelman和Artzi實(shí)驗(yàn)室前博士后Pere Dosta也是這篇論文的作者。

膠凝膠

常規(guī)結(jié)腸癌篩查通常會發(fā)現(xiàn)小的癌前息肉，可以在癌變前將其切除。這通常是通過內(nèi)窺鏡來完成的。如果在息肉切除過程中出現(xiàn)出血，醫(yī)生可以燒灼傷口以密封，但這種方法會留下疤痕，可能會延遲愈合，并導(dǎo)致其他并發(fā)癥。

此外，在一些患者中，出血直到手術(shù)后幾天才發(fā)生。這可能是危險(xiǎn)的，可能需要患者返回醫(yī)院接受額外治療。其他患者可能出現(xiàn)細(xì)小的撕裂，導(dǎo)致腸道內(nèi)容物滲漏到腹部，這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的感染，需要緊急護(hù)理。

當(dāng)需要組織加固時(shí)，醫(yī)生通常會插入金屬夾將組織固定在一起，但這些不能用于較大的息肉，而且并不總是有效。開發(fā)一種可以密封手術(shù)傷口的凝膠的努力并沒有成功，主要是因?yàn)檫@種材料不能在手術(shù)部位粘附超過24小時(shí)。

麻省理工學(xué)院的研究小組測試了幾十種材料的組合，他們認(rèn)為這些材料具有適合這種用途的特性。他們希望找到一種粘度足夠低的配方，以便通過商用內(nèi)窺鏡導(dǎo)管末端的噴嘴輕松輸送和噴射。同時(shí)，在組織接觸，該配方應(yīng)立即形成一個堅(jiān)韌的凝膠，牢固地附著在組織。他們還希望凝膠具有足夠的柔韌性，能夠承受消化道蠕動運(yùn)動和流過的食物所產(chǎn)生的力量。

研究人員提出了一種獲勝的組合，其中包括一種稱為pluronic的聚合物，這是一種嵌段共聚物，可以自組裝成稱為膠束的球體。這些聚合物的末端含有多個胺基，這些胺基位于膠束的表面。凝膠的第二種成分是氧化右旋糖酐，它是一種多糖，可以與pluronic膠束的胺基形成牢固但可逆的鍵。

當(dāng)噴射時(shí)，這些材料會立即相互反應(yīng)，并與胃腸道內(nèi)壁反應(yīng)，在不到5秒的時(shí)間內(nèi)形成固體凝膠。組成凝膠的膠束是“自我修復(fù)”的，可以吸收它們從蠕動運(yùn)動和沿著消化道移動的食物中遇到的力，通過暫時(shí)分解然后重新組裝。

“為了獲得一種符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的材料，并且可以通過現(xiàn)有的結(jié)腸鏡輸送，我們篩選了材料庫，以了解不同的參數(shù)如何影響凝膠、粘附、保留和相容性，”Artzi說。

保護(hù)層

這種凝膠還能承受消化道的低pH值和酶活性，并在這種惡劣環(huán)境中保護(hù)組織，同時(shí)自我愈合，強(qiáng)調(diào)了它在其他出血風(fēng)險(xiǎn)高的胃腸道傷口上的應(yīng)用潛力，比如胃潰瘍，每年有超過400萬美國人受到胃潰瘍的影響。

在動物試驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)，每只接受這種新凝膠治療的動物都表現(xiàn)出快速密封，在治療后的一周內(nèi)沒有穿孔、滲漏或出血。這種材料持續(xù)了大約五天，之后隨著手術(shù)傷口愈合，它和最上層的組織一起脫落。

研究人員還進(jìn)行了幾項(xiàng)生物相容性研究，發(fā)現(xiàn)這種凝膠不會產(chǎn)生任何不良反應(yīng)。

這項(xiàng)新技術(shù)的一個關(guān)鍵特點(diǎn)是我們的目標(biāo)是使其轉(zhuǎn)化。GastroShield被設(shè)計(jì)成以液體形式儲存在即用型試劑盒中。此外，它不需要任何激活、光或觸發(fā)溶液來形成凝膠，旨在使內(nèi)窺鏡使用變得簡單快速。

目前，BioDevek正致力于進(jìn)一步開發(fā)這種材料，以供患者使用。Artzi說，除了在結(jié)腸鏡檢查中的潛在用途外，這種凝膠也可用于治療胃潰瘍和炎癥性疾病，如克羅恩病，或用于輸送癌癥藥物。

這項(xiàng)研究的部分資金由美國國家科學(xué)基金會提供。

來源：MIT麻省理工

鄰二氯苯（o-Dichlorobenzene，化學(xué)式：C6H4Cl2）是一種有機(jī)化合物，屬于二氯苯類化合物。以下是鄰二氯苯的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 物態(tài)：鄰二氯苯為無色液體，具有特殊的芳香味道。

2. 溶解性：鄰二氯苯有較好的溶解性，可溶于有機(jī)溶劑如醇、醚和苯等，但在水中溶解度較低。

3. 穩(wěn)定性：鄰二氯苯相對比較穩(wěn)定，在常溫下不易分解，不易被空氣氧化。

4. 反應(yīng)性：鄰二氯苯在一些反應(yīng)中表現(xiàn)出以下特性：

   - 親電取代反應(yīng)：鄰二氯苯可通過親電試劑引發(fā)取代反應(yīng)。例如，與臭氧反應(yīng)可生成鄰二氯苯臭氧加合物。

   - 鄰位取代反應(yīng)：與少數(shù)條件下的親核試劑體系，鄰二氯苯的氯原子可被取代，發(fā)生鄰位取代反應(yīng)。

5. 毒性：鄰二氯苯對人體是有毒的，可能對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟和腎臟產(chǎn)生不良影響。因此，在使用過程中要注意安全防護(hù)。

需要注意的是，鄰二氯苯是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物，容易產(chǎn)生蒸汽，所以在處理和操作時(shí)需要提供良好的通風(fēng)條件。同時(shí)，避免與強(qiáng)氧化劑、酸性物質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)，以免引起危險(xiǎn)。