东华大学纺织学院王璐教授、李超婧副教授联合复旦大学附属华东医院普外科&“疝和腹壁外科疾病治疗与培训中心”在腹壁修复领域取得重要进展，相关成果以《具有生物力学与补片/组织界面双重顺应的疝修补片用于无瘢痕腹壁重建》（Hernia Mesh with Biomechanical and Mesh–Tissue Interface Dual Compliance for Scarless Abdominal Wall Reconstruction）为题，发表于国际期刊《Advanced Functional Materials》，该论文第一作者是东华大学纺织学院博士生焦勇杰，通讯作者为东华大学李超婧副教授和王璐教授，复旦大学附属华东医院副主任医师李绍杰。

研究背景

疝气手术是世界上最常见的外科手术之一，每年大约发生2000万例。然而，目前常用的聚丙烯（PP）补片的机械性能仍无法与组织匹配。当PP补片受到拉伸时，表现出过高的模量，导致在体内产生应力屏蔽，从而导致组织退化和萎缩，甚至复发。且目前固定方式主要为使用侵入性锚定，包括缝线、栓钉等，会在穿刺点产生应力集中导致瘢痕形成。因此，有必要设计与天然腹壁机械性能相匹配的补片，且能够通过非侵入性方法固定在组织上，适应腹部环境并与疝气手术相匹配。

工作简介

基于此，团队设计了一种复合补片通过力学行为实现无瘢痕腹壁再生，主要包括以下三个功能：一、与腹壁组织的力学各向异性相匹配；二、可以良好粘附组织，实现无钉固定；三、为再生组织提供长期的机械支撑。为实现上述功能，团队采用聚酯（PET）复丝设计制备具有力学各向异性的方形网孔经编织物。将织物与壳聚糖（CS）/聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶复合。通过碱处理调控复合补片力学性能与天然腹壁相近。为实现粘附性能，在复合补片表面聚合由海藻酸钠（SA）、丙烯酸（AAc）和聚（丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯）（PAA-NHS）组成的水凝胶层，通过氢键和NHS酯（水凝胶侧）与氨基（组织侧）之间的化学交联的协同作用可以直接粘附在体液浸润的组织表面。在体内外实验中，复合补片通过双重顺应性促进组织再生，实现腹壁功能重建。

图文导读

图1复合补片制备流程及修复机理

图2水凝胶制备工艺、表面形貌和力学性能

图3织物水凝胶复合补片的形貌、流变性能及力学性能

图4自粘附复合补片粘附机理及粘附效果

图5兔腹壁部分缺损模型建立、HE染色及qPCR表征

图6Masson染色、肌肉再生情况及qPCR表征

图7再生腹壁血管化、炎性及胶原种类

图8各组补片固定处组织再生情况

结 论

这种新型的机械仿生自粘织物水凝胶复合网（CAPFAH）具有与腹壁组织相似的力学各向异性和弹性。CAPFAH通过氢键和共价键与组织紧密粘附，具有良好的粘附强度（70.1±3.2 kPa）和可重复（4次）的牢固粘附性。体内实验证明了CAPFAH的生物相容性。优异的力学各向异性使CAPFAH比常规PP补片更快地再生组织，再生组织具有与天然腹壁相同的多层结构。自粘附避免了与传统修复方法相关的应力集中，防止了瘢痕形成。此外，CAPFAH大大降低了手术难度，缩短了手术时间。这为腹壁缺损的治疗提供了一种具备临床价值的补片，也为其他承重软组织的修复提供了启发。

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文字：焦勇杰

排版：郭赛凤

责编：毛吉富、李超婧