客戶論文發表 | 促愈合丙氨酰谷氨酰胺-聚對二氧六環酮-慶大霉素電紡膜的制備及其在大鼠腸吻合中的應用
文獻信息

近日，四川省南充市川北醫學院藥學院化學教研室和四川省南充市川北醫學院附屬醫院耳鼻咽喉頭頸外科等單位的研究成果Preparation of healing promotive alanyl-glutamine-poly(p-dioxanone)electrospun membrane integrated with gentamycin and its application for intestinal anastomosis in rats（促愈合丙氨酰谷氨酰胺-聚對二氧六環酮-慶大霉素電紡膜的制備及其在大鼠腸吻合中的應用）在學術期刊Biomaterials Advances（影響因子8.457）發表。（期刊曾用名materials science and engineering C）。平生公司的Super Nova^® PET/CT 產品在論文中提供了重要的大鼠回腸的CT圖像和定量分析，把單CT系統的功能發揮出來，實現了一機兩用。

該研究的通訊作者為王冰副教授。第一作者為董軍副教授，共一作者為馮成敏醫師。

文獻摘要

每年有數百萬人在腸道部位進行吻合術。然而，術后觀察到一些持續的并發癥，如吻合口瘺、異常粘連和吻合口狹窄。為了促進吻合口愈合并克服上述挑戰，吻合口部位的再上皮化至關重要。在本研究中，制備了促進上皮化的大分子前藥Ala-Gln-PPDO，并通過靜電紡絲將其加工成纖維膜。Ala-Gln和慶大霉素從電紡膜中持續釋放，并降解這些膜，以促進大鼠腸上皮細胞的增殖，并抑制金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的增殖。本研究在大鼠腸吻合模型中評估了Ala-Gln-PPDO膜的綜合修復作用。應用Ala-Gln-PPDO膜，尤其是含有慶大霉素的Ala-Gln-PPDO膜，可以防止受損腸與周圍腸組織之間的粘附。此外，它們對吻合口的愈合強度沒有負面影響，并且可以促進吻合部位的再上皮化。此外，含有慶大霉素的AlaGln-PPDO膜可以緩解吻合口處的狹窄。含有慶大霉素的Ala-Gln-PPDO電紡膜是一種很有前途的、全面的可植入材料，用于促進胃腸吻合后的愈合，因為其作用涉及促進再上皮化、防止粘連和緩解吻合口狹窄。

實驗方法

Ala-Gln-PPDO/PLGA/PLCA膜對大鼠腸吻合的綜合修復作用

在給藥麻醉后，對SD大鼠進行中線剖腹手術以暴露回腸�；啬c與盲腸相隔10厘米。回腸端到端吻合術采用6-0可降解縫線連續縫合。假手術組將回腸與盲腸相隔10cm，用生理鹽水紗布覆蓋空氣10min，直接關閉腹腔。120只SD大鼠分為5組，即假手術組（n=24）、對照組（吻合口周圍無包裹物，n=24）、M1組（n=24）、M2組（n=24）和M3組（n=24）。在膜植入組中，膜被緊密包裹，與吻合部位接觸。使用3-0可生物降解縫線將腹腔分為兩層閉合。術后7天和2周，每組6只大鼠被麻醉，以評估異常粘連并測量吻合口處的破裂壓力。給藥麻醉后，對SD大鼠進行中線剖腹手術以暴露回腸。分別在10 cm處吻合口上方和下方結扎小腸，并在這些結扎區域結扎腸系膜血管。小腸在上部結扎時被切斷，并連接到鹽水注射管，鹽水注射管又通過T形管連接到注射泵和測壓裝置。將生理鹽水注入結扎的回腸，直到吻合部位出現滲漏；從壓力測量裝置中記錄壓力值。在每個時間點對三只大鼠實施安樂死，取手術區域并保存在中性福爾馬林（10%）中進行組織學評估（HE染色、CD34免疫組化分析）。術后兩周，每組6只大鼠被安樂死，手術切除其回腸并填充硫酸鋇混懸液作為對比劑。為了評估吻合口的狹窄程度，將切除的回腸放置在活體小動物成像系統中，并用X射線模型進行觀察。通過小動物PETCT（單CT模式，平生醫療科技有限公司）對切除的回腸進行進一步監測。

實驗結果

術后一周和兩周受傷腸道的典型情況如圖3a所示。吻合部位的粘連分數和破裂壓力分別如圖3b和圖3c所示。如圖3d所示計算粘連嚴重程度分數，發現嚴重程度與粘連分數呈正相關。對照組和M3組出現嚴重粘連，M1組出現中度粘連，M2組和假手術組出現輕度粘連。術后粘連是異常手術的主要并發癥，可導致疼痛和梗阻，給患者帶來額外的經濟負擔。雖然許多治療術后粘連的方法是眾所周知的，但固體屏障代表了臨床上最成功的粘連屏障和主要的預防產品。應用固體屏障M1和M2可顯著緩解吻合術后引起的粘連。然而，M3的應用并沒有減輕粘連，因為其生物相容性相對較弱，可能會引起炎癥反應。局部炎癥可增加粘連的嚴重程度，M3應用的粘連評分與對照組相當。

如圖3c所示，考慮吻合口處的爆裂壓力來評估愈合強度，發現M1和M2組的愈合強度略低于假手術組、對照組和M3組；然而，M1、M2、對照組和M3組之間的差異在統計學上并不顯著。術后兩周，五組吻合口處的破裂壓力均高于25 kPa（測試裝置密封性的最大可接受壓力），這表明吻合口愈合良好。對照組和M3組的早期愈合強度較高，這可能歸因于這些組中吻合部位的纖維化愈合。相反，當M1和M2在體外促進腸上皮細胞增殖時，可以促進吻合部位的再上皮化，并抑制纖維化愈合。吻合口處過度纖維化可導致吻合口狹窄，甚至腸梗阻。為了驗證吻合口狹窄的程度并證實上述關于不同膜處理的大鼠愈合模式不同的假設，獲得了吻合腸的X射線和CT掃描。吻合腸的X射線和三維重建CT圖像如圖3e所示；計算了從X射線獲得的吻合部位的平均直徑，如圖3f所示。與假手術組相比，四個吻合組均可見吻合口狹窄（圖3e和圖3f）。M1和M2的應用顯著減輕了吻合口狹窄的程度。因此，除了預防術后粘連外，應用含有M1和M2的Ala-Gln也可以預防吻合口狹窄。

a、 腹腔（每組6只）；b、 計算平均粘附分數；c、 假手術組、對照組和M1、M2和M3治療組大鼠術后1周和2周吻合口處的破裂壓力（每組6只）；d、 粘連評分標準（每組6只大鼠）；e、 假手術組、對照組和M1、M2和M3治療組大鼠術后兩周吻合口的X線和CT三維重建（每組6只）；f、 通過X射線確定吻合部位的平均直徑（每組6只大鼠）。

結論

本研究成功制備了促進上皮化的Ala-Gln-PPDO，使Ala-Gln的胺基可以作為PDO開環聚合的引發劑。隨后，分別通過靜電紡絲和模擬靜電紡絲制備了含慶大霉素和不含慶大霉素的Ala-Gln-PPDO/PLGA/PLCA膜。隨著Ala-Gln-PPDO、PLGA和PLCA的降解，Ala-Gln和慶大霉素從靜電紡絲膜中可持續釋放。與純PPDO膜相比，Ala-Gln-PPDO膜促進了大鼠腸上皮細胞的增殖。載慶大霉素的Ala-Gln-PPDO膜抑制金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的增殖。最后，在大鼠腸吻合模型中評估了Ala-Gln-PPDO膜的綜合修復效果。應用Ala-Gln-PPDO膜可防止受損腸道與周圍腸道區域粘連。特別是，含有慶大霉素的Ala-Gln-PPDO膜表現出最佳的粘附抑制效果。這可能是因為慶大霉素具有抗菌作用，可以減少局部炎癥反應，緩解纖維化和粘連。此外，應用Ala-Gln-PPDO膜對吻合口的愈合強度沒有負面影響。此外，應用Ala-Gln-PPDO膜，尤其是慶大霉素結合的Ala-Gln-PPDO膜，可以緩解吻合口處的狹窄�？偟膩碚f，含有慶大霉素的Ala-Gln-PPDO電紡膜可能被認為是胃腸道吻合術中一種很有前景的全面植入材料，因為它具有促進再上皮化、防止粘連和緩解吻合口狹窄的作用。

使用設備

Super Nova^® Micro PET/CT  II代產品（平生醫療科技）

影像軟件：Avatar（平生醫療科技）