胃腸道 (GI) 損傷的手術修復失敗會導致腸道吻合損傷，這是胃腸道手術后最令人恐懼和危及生命的并發癥之一，導致死亡率增加 30% 以上。胃腸道缺損的外科封閉和修復通常通過使用縫合線手工縫合胃腸道組織來實現。然而，盡管是標準護理，通過縫合線封閉胃腸道器官仍然與高發生率的吻合損傷（即，在高危患者中高達 20%）相關，導致嚴重的并發癥，包括感染、敗血癥，甚至死亡.未能密封手術修復的 GI 組織可能是由于多種因素，包括基于縫合的組織密封的固有缺點：
(i) 需要高手術技能的復雜技術過程，
(ii) 針刺造成的組織損傷，
(iii) 逐點閉合導致縫合點周圍的應力集中。
因此，手術修復GI缺損以提供機械密封和良好的愈合仍然是一個持續的挑戰，突出了開發新的治療方法和解決方案的關鍵重要性。
鑒于此，麻省理工學院趙選賀、Hyunwoo Yuk和妙佑醫療國際（Mayo Clinic）Christoph S. Nabzdyk等人介紹了一種現成的生物粘附性胃腸道貼片（GI貼片），能夠對胃腸道損傷進行無創傷、快速、穩健和無縫線修復。成果發表在Science Translational Medicine上，并作為該期的封面！
受管道膠帶的啟發，GI貼片集成了一個非粘性頂層和一個干燥的生物粘性底層，形成了一種薄、柔韌、透明和即用型的貼片，具有組織匹配的機械性能。干燥的生物粘附底層由共價交聯聚（丙烯酸）N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）酯（PAA-NHS）和物理交聯聚乙烯醇（PVA）之間的互穿網絡組成，前者用于生物粘附，后者用于機械增強。基于干交聯機制，該生物粘附劑可快速且牢固地粘附在濕GI組織上。簡言之，干燥生物粘附層中的親水性和吸濕性PAA-NHS和PVA允許接觸時濕GI組織上的界面水吸收和干燥。隨后，PAA-NHS網絡中的羧酸基和NHS酯基分別通過氫鍵的物理交聯和酰胺鍵的共價交聯，促進快速而牢固地粘附到胃腸道組織表面。
圖|GI貼片無縫線修復的設計與機制
該貼片可用于濕組織，并在敷貼后不久和完全溶脹時（敷貼后6小時）表現出強大的粘附力。使用體外豬胃腸道器官模型系統地表征了GI貼片的快速、穩健和無縫密封能力。與市售組織粘合劑（Coseal 和 Histoacryl）相比，GI 貼片具有與GI 組織匹配的機械性能和優越的粘附性。此外，GI貼片的生物相容性和可降解性通過人體腸上皮細胞的體外細胞毒性評估，以及大鼠模型的體內組織病理學、免疫熒光、定量聚合酶鏈反應（qPCR）、酶聯免疫吸附試驗（ELISA）和血液分析進行了徹底驗證。
圖|GI貼片的粘附性能
為了驗證胃腸道貼片的功效，研究人員在大鼠結腸、胃和小腸以及豬結腸損傷模型中展示了成功的無縫體內密封和愈合胃腸道損傷。此外，貼片可以在 4 周內保持粘附。
圖|豬模型胃腸道缺陷的無縫線修復
綜上所述，本文開發了一種現成的生物粘附平臺，用于無創傷、簡便且穩健地修復 GI缺損。采用的集成設計和干式交聯機制的結合提供了一種免制備、即用型 GI 貼片。
然而，該研究也揭示了一些局限性和未來工作的領域：
1）盡管GI貼片在大鼠模型和豬模型結腸穿孔缺損中提供了方便的無縫合密封和吻合，但對于更復雜的幾何和解剖學缺陷，例如大型動物模型中的端到端吻合，GI貼片需要進一步驗證和優化。
2）由于較高的剛度和不透明度，可拆卸襯墊的存在似乎在一定程度上限制了貼片應用過程中的觸覺反饋，并可能影響其粘附性能。
3）GI貼片的粘合性能、包裝和應用程序也可能受益于與執業外科醫生密切互動的進一步評估和優化，以提供用戶友好的觸覺反饋以及可重復的應用和治療效果。
4）從生物材料的角度來看，在不同物種（即嚙齒動物和豬模型）的胃腸道貼片修復的缺陷周圍觀察到的不同程度的炎癥和纖維化以及長期粘附穩定性，需要在該技術臨床應用之前進行進一步的深入調查。
5）此外，盡管目前的研究支持胃腸道貼片的長期體內降解性（例如，植入后12周），但進一步微調降解曲線，同時考慮胃腸道缺陷的傷口愈合動態，可能會提高治療效果。
盡管處于早期開發階段，胃腸道貼片為胃腸道缺損的非創傷性無縫合修復提供了一個有前途的現成平臺，解決了以往方法的局限性?？梢栽O想，胃腸道貼片還可以為人體其他器官和損傷的修復提供臨床機會。
參考文獻：
Anoff-the-shelf bioadhesive patch for sutureless repair of gastrointestinaldefects. SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE 2022.
DOI:10.1126/scitranslmed.abh2857
https://www.science.org/doi/abs/10.1126/scitranslmed.abh2857
