促愈合丙氨酰谷氨酰胺-聚對(duì)二氧六環(huán)酮-慶大霉素電紡膜的制備及應(yīng)用

客戶論文發(fā)表 | 促愈合丙氨酰谷氨酰胺-聚對(duì)二氧六環(huán)酮-慶大霉素電紡膜的制備及其在大鼠腸吻合中的應(yīng)用
文獻(xiàn)信息

近日，四川省南充市川北醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院化學(xué)教研室和四川省南充市川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)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(duì)二氧六環(huán)酮-慶大霉素電紡膜的制備及其在大鼠腸吻合中的應(yīng)用）在學(xué)術(shù)期刊Biomaterials Advances（影響因子8.457）發(fā)表。（期刊曾用名materials science and engineering C）。平生公司的Super Nova^® PET/CT 產(chǎn)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(tǒng)的功能發(fā)揮出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)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(yī)師。

文獻(xiàn)摘要

每年有數(shù)百萬(wàn)人在腸道部位進(jìn)行吻合術(shù)。然而，術(shù)后觀察到一些持續(xù)的并發(fā)癥，如吻合口瘺、異常粘連和吻合口狹窄。為了促進(jìn)吻合口愈合并克服上述挑戰(zhàn)，吻合口部位的再上皮化至關(guān)重要。在本研究中，制備了促進(jìn)上皮化的大分子前藥Ala-Gln-PPDO，并通過(guò)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(xù)釋放，并降解這些膜，以促進(jìn)大鼠腸上皮細(xì)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(píng)估了Ala-Gln-PPDO膜的綜合修復(fù)作用。應(yīng)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(duì)吻合口的愈合強(qiáng)度沒(méi)有負(fù)面影響，并且可以促進(jìn)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(jìn)胃腸吻合后的愈合，因?yàn)槠渥饔蒙婕按龠M(jìn)再上皮化、防止粘連和緩解吻合口狹窄。

實(shí)驗(yàn)方法

Ala-Gln-PPDO/PLGA/PLCA膜對(duì)大鼠腸吻合的綜合修復(fù)作用

在給藥麻醉后，對(duì)SD大鼠進(jìn)行中線剖腹手術(shù)以暴露回腸�；啬c與盲腸相隔10厘米�；啬c端到端吻合術(shù)采用6-0可降解縫線連續(xù)縫合。假手術(shù)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(guān)閉腹腔。120只SD大鼠分為5組，即假手術(shù)組（n=24）、對(duì)照組（吻合口周圍無(wú)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(shù)后7天和2周，每組6只大鼠被麻醉，以評(píng)估異常粘連并測(cè)量吻合口處的破裂壓力。給藥麻醉后，對(duì)SD大鼠進(jìn)行中線剖腹手術(shù)以暴露回腸。分別在10 cm處吻合口上方和下方結(jié)扎小腸，并在這些結(jié)扎區(qū)域結(jié)扎腸系膜血管。小腸在上部結(jié)扎時(shí)被切斷，并連接到鹽水注射管，鹽水注射管又通過(guò)T形管連接到注射泵和測(cè)壓裝置。將生理鹽水注入結(jié)扎的回腸，直到吻合部位出現(xiàn)滲漏；從壓力測(cè)量裝置中記錄壓力值。在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)三只大鼠實(shí)施安樂(lè)死，取手術(shù)區(qū)域并保存在中性福爾馬林（10%）中進(jìn)行組織學(xué)評(píng)估（HE染色、CD34免疫組化分析）。術(shù)后兩周，每組6只大鼠被安樂(lè)死，手術(shù)切除其回腸并填充硫酸鋇混懸液作為對(duì)比劑。為了評(píng)估吻合口的狹窄程度，將切除的回腸放置在活體小動(dòng)物成像系統(tǒng)中，并用X射線模型進(jìn)行觀察。通過(guò)小動(dòng)物PETCT（單CT模式，平生醫(yī)療科技有限公司）對(duì)切除的回腸進(jìn)行進(jìn)一步監(jiān)測(cè)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

術(shù)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?jǐn)?shù)和破裂壓力分別如圖3b和圖3c所示。如圖3d所示計(jì)算粘連嚴(yán)重程度分?jǐn)?shù)，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重程度與粘連分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)。對(duì)照組和M3組出現(xiàn)嚴(yán)重粘連，M1組出現(xiàn)中度粘連，M2組和假手術(shù)組出現(xiàn)輕度粘連。術(shù)后粘連是異常手術(shù)的主要并發(fā)癥，可導(dǎo)致疼痛和梗阻，給患者帶來(lái)額外的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。雖然許多治療術(shù)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(yù)防產(chǎn)品。應(yīng)用固體屏障M1和M2可顯著緩解吻合術(shù)后引起的粘連。然而，M3的應(yīng)用并沒(méi)有減輕粘連，因?yàn)槠渖�物相容性相�?duì)較弱，可能會(huì)引起炎癥反應(yīng)。局部炎癥可增加粘連的嚴(yán)重程度，M3應(yīng)用的粘連評(píng)分與對(duì)照組相當(dāng)。

如圖3c所示，考慮吻合口處的爆裂壓力來(lái)評(píng)估愈合強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)M1和M2組的愈合強(qiáng)度略低于假手術(shù)組、對(duì)照組和M3組；然而，M1、M2、對(duì)照組和M3組之間的差異在統(tǒng)計(jì)學(xué)上并不顯著。術(shù)后兩周，五組吻合口處的破裂壓力均高于25 kPa（測(cè)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(duì)照組和M3組的早期愈合強(qiáng)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(dāng)M1和M2在體外促進(jìn)腸上皮細(xì)胞增殖時(shí)，可以促進(jìn)吻合部位的再上皮化，并抑制纖維化愈合。吻合口處過(guò)度纖維化可導(dǎo)致吻合口狹窄，甚至腸梗阻。為了驗(yàn)證吻合口狹窄的程度并證實(shí)上述關(guān)于不同膜處理的大鼠愈合模式不同的假設(shè)，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(jì)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(shù)組相比，四個(gè)吻合組均可見(jiàn)吻合口狹窄（圖3e和圖3f）。M1和M2的應(yīng)用顯著減輕了吻合口狹窄的程度。因此，除了預(yù)防術(shù)后粘連外，應(yīng)用含有M1和M2的Ala-Gln也可以預(yù)防吻合口狹窄。

a、 腹腔（每組6只）；b、 計(jì)算平均粘附分?jǐn)?shù)；c、 假手術(shù)組、對(duì)照組和M1、M2和M3治療組大鼠術(shù)后1周和2周吻合口處的破裂壓力（每組6只）；d、 粘連評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（每組6只大鼠）；e、 假手術(shù)組、對(duì)照組和M1、M2和M3治療組大鼠術(shù)后兩周吻合口的X線和CT三維重建（每組6只）；f、 通過(guò)X射線確定吻合部位的平均直徑（每組6只大鼠）。

結(jié)論

本研究成功制備了促進(jìn)上皮化的Ala-Gln-PPDO，使Ala-Gln的胺基可以作為PDO開(kāi)環(huán)聚合的引發(fā)劑。隨后，分別通過(guò)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(xù)釋放。與純PPDO膜相比，Ala-Gln-PPDO膜促進(jìn)了大鼠腸上皮細(xì)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(píng)估了Ala-Gln-PPDO膜的綜合修復(fù)效果。應(yīng)用Ala-Gln-PPDO膜可防止受損腸道與周圍腸道區(qū)域粘連。特別是，含有慶大霉素的Ala-Gln-PPDO膜表現(xiàn)出最佳的粘附抑制效果。這可能是因?yàn)閼c大霉素具有抗菌作用，可以減少局部炎癥反應(yīng)，緩解纖維化和粘連。此外，應(yīng)用Ala-Gln-PPDO膜對(duì)吻合口的愈合強(qiáng)度沒(méi)有負(fù)面影響。此外，應(yīng)用Ala-Gln-PPDO膜，尤其是慶大霉素結(jié)合的Ala-Gln-PPDO膜，可以緩解吻合口處的狹窄�？偟膩�(lái)說(shuō)，含有慶大霉素的Ala-Gln-PPDO電紡膜可能被認(rèn)為是胃腸道吻合術(shù)中一種很有前景的全面植入材料，因?yàn)樗�具有促進(jìn)再上皮化、防止粘連和緩解吻合口狹窄的作用。

使用設(shè)備

Super Nova^® Micro PET/CT  II代產(chǎn)品（平生醫(yī)療科技）

影像軟件：Avatar（平生醫(yī)療科技）