上海
凝胶与网络结直肠癌、克罗恩病、溃疡性结肠炎等肠道疾病发病率持续走高，重症患者需手术切除病变肠段并完成肠道吻合，但传统手工缝合吻合难度大、耗时长，术后易出现吻合口漏、局部持续性炎症、组织缺血损伤、疾病复发等并发症；临床术后常规口服或全身给药存在药物靶向性差、全身副作用大、病灶药物浓度不足、患者依从性差等缺陷，难以在吻合口形成长效抗炎修复微环境。现有生物黏合材料、密封膜、普通肠道支架仅侧重防渗漏，无法同步实现术后局部辅助给药；已有的肠道载药装置大多缺少炎症 响应释药能力，且难以穿透肠道致密黏膜屏障，难以精准作用于吻合损伤区域。临床回顾病例也证实，即便完整切除肉眼可见病灶，吻合口仍普遍残留炎症病灶，大幅提升远期复发风险。
浙江大学蔡秀军院士、顾臻教授和张宇琪研究员等人构建一体化生物响应微针吻合支架MAS，由可降解PGA吻合支架与过氧化氢响应前药微针贴片复合而成，支架提供机械支撑预防吻合漏，微针可穿透肠黏膜，在炎症高过氧化氢微环境下分解释放抗炎奥沙拉嗪。相关内容以“Bioresponsive microneedle stent provides anastomosis and postoperative adjuvant therapy in preclinical resectable intestinal diseases”为题发表在《Science Translational Medicine》上。
【主要内容】
图1 炎症响应微针吻合支架MAS的整体结构、制备流程与工作机制
上图展示可降解PGA管状支架与H₂O₂响应型微针贴片的复合组装步骤，阐释微针刺穿肠道黏膜后，在吻合口高炎症微环境中特异性降解释放抗炎药物的设计原理，同时通过力学测试、体外降解实验证明支架具备充足肠道支撑强度，可随组织修复逐步降解，细胞实验验证材料本身无明显细胞毒性，具备良好生物安全基础。
图2 MAS微针的药物负载与炎症响应释药性能开展体外表征
作者证实微针可稳定装载小分子抗炎药、蛋白、纳米颗粒及工程菌等多种活性制剂，对比正常与高过氧化氢炎症环境下的药物释放曲线，证明微针具备炎症靶向可控释药特性，离体肠道组织穿刺实验直观展示微针能够有效穿透肠黏膜屏障，实现药物深层递送，且不会造成肠壁过度机械损伤。
图3 MAS可使离体人体肠道组织中实现依赖于渗透和炎症的药物释放
作者以小鼠放射性肠炎肠道吻合模型为研究对象，设置单纯手术缝合、空白支架、口服药物、载药MAS多组对照，记录术后小鼠体重、生存率与肠道大体形态，通过组织病理切片统计各组吻合口水肿、炎性浸润程度，检测肠道组织促炎、抗炎因子表达水平，结果显示载药MAS可显著缓解局部炎症、降低组织损伤，改善小鼠术后生存状态。
图4 大动物模型体内转化验证
术后通过CT影像动态监测肠道吻合口愈合情况，取材后对吻合肠段进行HE病理染色评估肠壁损伤、炎性渗出与黏膜再生水平，微生物测序分析各组肠道菌群组成差异，证实MAS能够减轻肠壁水肿、促进黏膜修复，调节肠道菌群稳态，抑制有害致病菌增殖，大动物层面证明器械安全有效。
图5 不同处理组肠道吻合口长期修复效果
统计各组吻合口狭窄、瘘道、渗漏等并发症发生率，免疫组化检测黏膜增殖、血管新生相关蛋白表达，结合体内长期降解追踪观察支架与微针的体内吸收过程，明确该一体化支架无需二次手术取出，可同步实现机械支撑、局部给药与肠道组织原位修复，具备临床转化应用潜力。
【全文总结】
本研究开发过氧化氢响应型一体化微针吻合支架MAS，兼具肠道支撑防漏与炎症原位释药功能，体外证实其力学、生物相容性及多药剂负载能力；小鼠、小型动物模型均表明其可显著缓解吻合口炎症、修复黏膜、调节肠道菌群，材料可自行降解无需二次手术，为肠道术后一体化治疗提供新型植入器械。
原文链接 ：DOI: 10.1126/scitranslmed.adx422
来源：高分子凝胶与网络
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