胃肠道（GI）壁缺损，如穿孔和渗漏，是指由于胃肠道壁受损导致腔内内容物异常外漏的情况。这种情况通常由创伤、炎症或术后并发症（如吻合口裂开）引起，所有这些都会导致严重的感染和医疗成本增加[1,2]。尽管过去二十年医学技术取得了进步，但胃肠道渗漏仍与较高的死亡率相关，范围从4%到20%，相关死亡率甚至可高达60% [[2], [3], [4], [5]]。传统的缝合技术（缝线/钉书钉）由于胃肠道壁的动态特性往往效果不佳，导致渗漏延迟发生。为了解决这些问题，生物粘附水凝胶（如纤维蛋白胶）可以快速封闭不规则缺损；然而，它们通常表现出机械强度低、易降解以及诱发术后组织粘连的倾向 [[6], [7], [8]]。因此，尽管当前的粘合方法可以提供临时密封，但在同时确保持久的机械稳定性和防止术后组织粘连方面仍显不足。因此，开发更有效的胃肠道缺损封闭策略仍然是临床上的紧迫任务。
固体组织补片为无缝合修复复杂的胃肠道缺损提供了有前景的途径，其中湿粘附是有效性能的关键前提。合成聚合物通过化学交联或物理相互作用能够与湿润组织建立快速而牢固的结合，使其成为组织补片制造的主要选择 [[9], [10], [11], [12], [13]]。例如，最近的研究表明，聚乙烯亚胺和聚丙烯酸（PEI/PAA）粉末具有自凝胶化和粘合性能 [14,15]，能够快速吸收界面水分，在现场形成物理交联的水凝胶，从而达到与纤维蛋白胶相当的粘合强度 [15]。然而，尽管合成材料提供了湿粘附，但其生物惰性特性常常导致慢性炎症、纤维化包囊和意外的术后粘连 [16,17]。为了提高粘附特异性，引入了多层补片设计，内层具有与胃肠道浆膜的强湿粘附性，外层具有抗粘附性，以防止腹部组织生长 [6,[10], [11], [12],18]。这些配置减少了意外粘连，同时保持了牢固的附着，这一点已在胃肠道缺损修复的临床前模型中得到验证。尽管取得了这些进展，目前的补片仍严重依赖不可降解的合成聚合物，这些聚合物缺乏促进组织再生的关键生物活性信号 [16]，无法充分激活细胞信号通路并随时间与天然组织整合 [6,19]。因此，提高胃肠道封闭补片的生物相容性是改善修复效果的关键步骤。
细胞外基质（ECM）及其衍生物在组织工程中是一种有吸引力的方法，因为它们具有天然的生物相容性和再生能力。天然的、富含胶原蛋白的ECM结构具有纤维状、抗压的设计，并富含有助于细胞迁移、血管化和组织重塑的粘附肽 [[20], [21], [22]]，从而复制了健康胃肠道组织的微环境。一个典型的例子是无细胞真皮基质（ADM），它来自去细胞化的皮肤组织，保留了多孔且机械强度高的框架，有利于细胞粘附和渗透 [23,24]。这一特性促进了其在修复受损组织中的广泛应用 [[25], [26], [27], [28], [29]]。此外，特定的ECM成分具有内在的抗粘附特性，有助于减少并发症；例如，由浆膜间皮细胞分泌的透明质酸（HA）在腹膜黏液层中广泛存在，在防止胃肠道与腹膜组织之间的粘连中起着关键作用 [30,31]。尽管具有这些生物学优势，但基于ECM的材料单独使用往往粘附强度不足，无法有效封闭胃肠道缺损。综上所述，这些局限性凸显了需要一种结构集成化的补片架构的必要性，其中基于ECM的成分提供生物相容性，专用的粘合层确保快速且牢固的缺损封闭，外层屏障防止术后组织粘连。
在这项研究中，我们提出了一种复合的多功能组织工程胃肠道补片（TEGIP），旨在解决胃肠道缺损修复中的挑战。TEGIP采用三层结构，结合了平衡的生物相容性ECM基材料，以克服现有方法的局限性，包括生物相容性差、术后粘连和湿粘附不足等问题。中间层富含胶原蛋白的ADM作为生物活性支架，支持细胞渗透和机械稳定性。外层由光交联的甲基化透明质酸（HAMA）水凝胶制成，作为抗粘附屏障，防止腹膜组织粘连。最内层使用湿粘附的PEI/PAA粉末，在接触水分时能够快速牢固地粘附于胃肠道浆膜。值得注意的是，TEGIP的所有组件都是现成的产品，可以快速组装并立即定制以适应不同大小和形状的胃肠道缺损。体外和体内评估证实，TEGIP表现出强烈的单侧湿粘附、机械耐久性、有效的术后腹膜粘连减少以及高生物相容性。在大鼠急性胃穿孔模型中，完整的三层TEGIP不仅实现了缺损封闭，还显著减少了严重的术后粘连，凸显了其作为有效胃肠道缺损修复方法的潜力。
