《Biomaterials》：Organ transudation dictates in vivo adhesion to tissues.
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本文研究了在湿性组织表面实现稳固粘附的挑战。研究人员通过体内实验，发现器官渗出是阻碍粘附的关键原因，并揭示了渗出速率是影响粘附性能的决定性因素。这一发现为设计新型组织粘合剂和评估其性能提供了关键见解。
想象一下外科医生正在进行一场精密的手术，他们需要将一个医疗设备或一块敷料牢固地贴在湿润的内脏器官表面，比如肝脏。这个看似简单的任务，在现实手术中却充满挑战。传统的体外（ex vivo）测试显示某些粘合剂表现优异，但一到真实、血液充盈的活体（in vivo）环境中，粘附力就大幅下降甚至失效。这中间的“鸿沟”究竟是什么？长期以来，器官表面的湿润环境被认为是罪魁祸首，但湿润的源头和动态机制一直未被清晰阐明。是手术中残留的液体，还是组织自身在不断“出汗”？这个问题直接关系到从止血材料、伤口闭合到手术导航标记物等各种医疗粘合剂的开发与临床转化。发表在《Biomaterials》上的这项研究，正是为了揭开体内组织粘附失效的神秘面纱。
研究人员将目光投向了一个生理学现象——渗出（transudation）。与因炎症产生的渗出液（exudate）不同，渗出是指由于器官内外静水压差，导致无细胞液体持续从高血管化的器官（如肝脏、心脏、肺脏）表面流出的过程。他们推测，这种源源不断的液体流，才是阻碍粘合剂与组织形成牢固结合的真正元凶。为了验证这一假说，研究团队在猪模型中设计了一套创新的体内定量测试协议，能够同时测量器官表面的粘附能和渗出速率。他们使用聚乙二醇（PEG）薄膜作为模型粘合剂。PEG能通过氢键和疏水相互作用与组织大分子结合，其交联网络具有一定的吸液能力，符合压敏粘合剂（pressure-sensitive adhesive）的特性。研究通过暂时性血管阻断来调控肝脏的渗出，并在不同器官（肝脏、脾脏、肺胸膜）上进行了对比实验。
主要关键技术方法包括：1) 在猪模型中进行体内90°剥离测试，使用便携式测力计手动剥离PEG薄膜，定量测量粘附能（adhesion energy）；2) 通过周期性在器官表面放置并称重滤纸片，结合体外蒸发热速率校正，定量测量器官表面的渗出速率（transudation rate, TR）；3) 使用血管套环对肝脏左外侧叶进行可逆的血管阻断（occlusion）与再通（revascularization），以动态调控渗出水平；4) 对肝脏和脾脏被膜进行组织学分析，比较其作为渗出屏障的结构差异。
研究结果如下：
2.1. 体内方案能够定量测量内脏组织的粘附
研究人员建立了一套可在手术室中进行的体内手动剥离方案。在正常血管化的肝脏被膜上，接触5分钟后测得的平均粘附能仅为1.8 ± 1.1 J·m-2，这比在离体肝脏被膜上测得的数值（18.1 ± 2.1 J·m-2）低了10倍。延长接触时间至40分钟，粘附能进一步下降至仪器检测限以下。这表明在体条件下的粘附远弱于离体条件。
2.2. 血管化调控器官表面的渗出
研究发现，腹腔切开后几分钟内，肝脏表面就形成了渗出液滴。在正常血管化状态下，肝脏的平均渗出速率高达1.3 ± 0.1 mg·cm-2·min-1。通过血管套环暂时阻断肝脏左叶的血流后，该肝叶颜色变深、表面变干，渗出速率在10分钟内迅速下降并稳定在0.7 ± 0.3 mg·cm-2·min-1。解除阻断后，渗出会恢复甚至变得更剧烈。这种变化是可逆且可重复的。相比之下，离体肝脏的渗出速率可忽略不计。
2.3. 降低渗出可极大增强体内粘附
血管阻断彻底改变了粘附性能。在阻断的肝叶上，PEG薄膜的粘附力急剧增加，平均粘附能达到24.4 ± 9.9 J·m-2，与离体值相当，且剥离时可见明显的肝脏组织变形。而当血管再通、渗出恢复后，粘附再次消失。将粘附能与渗出速率关联分析，发现了一个关键的临界点：当渗出速率低于约1.3 mg·cm-2·min-1时，PEG膜能吸收掉所有渗出液，实现组织-粘合剂的固体接触，从而获得强粘附（“排干”状态）；高于此速率时，PEG膜的吸液能力达到饱和，过量液体积聚在界面形成润滑层，导致粘附失效（“润滑”状态）。
2.4. 渗出解释了体内粘附的器官特异性
研究比较了肝脏和脾脏。组织学显示，脾脏被膜比肝脏被膜厚得多，具有更强的屏障作用。相应地，正常血管化脾脏的渗出速率（0.57 ± 0.08 mg·cm-2·min-1）显著低于肝脏，与阻断后的肝脏相近。因此，在正常血管化的脾脏上，PEG薄膜表现出了与阻断肝脏相似的强粘附（20.6 ± 11.3 J·m-2）。在肺胸膜（已知是高渗出组织）上的一次实验也证实了该规律，其高渗出速率导致了无粘附的润滑接触。这表明，不同器官间粘附性能的差异主要源于其固有的渗出速率不同。
2.5. 在组织粘合剂设计中考虑渗出效应
基于上述发现，研究探索了PEG薄膜作为手术中增强现实（AR）导航的基准标记物（fiducial marker）的应用潜力。在血管阻断的肝叶上，带有墨水图案的PEG贴片能快速、牢固地附着在肝脏表面，并能承受超过典型手术操作强度的肝脏 manipulations，被AR设备成功识别。这证明了在低渗出条件下，即使是简单的物理粘合剂也能满足临时、牢固固定的临床需求。
研究结论与意义：本研究首次明确地将器官渗出确定为体内组织粘附失败的根本原因，并定量揭示了渗出速率是决定粘附成败的关键阈值。这改写了我们对组织粘附测试的理解：传统的离体测试无法复现血管化组织持续的动态湿润，是导致其与体内结果脱节的主要原因。这一发现对组织粘合剂的设计具有重要指导意义：1) 粘合剂的设计需要针对目标器官的特定渗出速率进行优化，特别是其吸液能力和组织结合反应的动力学；2) 为获得持久粘附，可能需要结合强化学或机械结合；而对于围手术期的临时固定，物理结合、适度吸液的粘合剂（如本文的PEG膜）即可有效工作；3) 直接调控渗出过程本身（如术中常规进行的暂时性血管阻断）可作为促进植入物固定的辅助策略。此外，该研究建立的体内定量测试协议，为在生理相关条件下评估粘合剂性能提供了可靠工具。未来，使用离体器官灌注装置模拟渗出，或许能成为连接体外测试与临床效果的桥梁，推动更有效、更临床相关的组织粘合剂的开发。
