《Nature Communications》：Acid-tolerant injectable bioadhesive for sutureless repair of large gastric perforation
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在胃穿孔临床管理中，生物粘合剂是极具前景的缝合替代方案。本研究报道了一种由FDA批准成分组成的耐酸可注射水凝胶，旨在解决胃液酸性环境与组织不规则条件下，实现即时湿粘附与持久稳定密封的难题。该材料展现了快速原位凝胶化、高爆破压力密封、抗术后粘连及促进愈合等特性，并通过猪大尺度胃穿孔模型验证了其疗效，为消化道疾病的无缝治疗提供了新策略。
想象一下，在人体消化系统的核心区域——胃部，发生了一个破口。传统的缝合修补方式不仅操作复杂，在充满酸性消化液的动态环境中，缝线的稳固性和生物相容性也面临巨大挑战。生物粘合剂的出现为这种困境带来了曙光，它像“医用超级胶水”一样，有望实现快速、微创的创口闭合。然而，现实很骨感。现有的生物粘合剂在严苛的胃内环境中常常“水土不服”：面对持续冲刷的酸性胃液（酸性胃液）和组织表面的不规则湿润面，它们难以实现即时、牢固的粘附；在胃壁不断蠕动所产生的机械应力下，密封的持久性也难以保证。特别是对于面积较大的穿孔，这些挑战尤为突出。因此，开发一种能在酸性、湿润、机械动态环境中稳定发挥作用的生物粘合剂，成为临床治疗的迫切需求。
近期，一项发表在《Nature Communications》上的研究，针对这一难题取得了突破。为了攻克在酸性胃液环境下实现即时、强韧、稳定密封的难题，研究人员开展了一项关于耐酸可注射生物粘合剂的开发与应用研究。他们成功设计并合成了一种由美国食品药品监督管理局（FDA）已批准成分构成的可注射水凝胶。该水凝胶的核心优势在于其酰胺连接骨架间增强的氢键相互作用，这使其能形成坚固的耐酸界面，从而适应体内流体、化学和机械动态的复杂环境。
为开展此项研究，作者主要运用了以下几个关键技术方法：材料合成与表征（包括流变学、粘附强度、爆破压力测试）、体外仿生环境测试（模拟胃液条件）、以及大动物（猪）在体疗效验证模型。其中，大尺度猪胃穿孔模型的修复效果是通过腹腔镜-内镜联合技术进行评估的。术后通过组织学、分子生物学及测序技术分析生物相容性与治疗效应。
研究结果
一种可注射的耐酸生物粘合水凝胶的制备与表征
研究人员报告了一种可注射的耐酸水凝胶。该水凝胶由FDA批准的成分组成，展现出快速的原位凝胶化能力。表征结果表明，这种材料具备即时湿粘附特性与高爆破压力，能够实现高效密封，即使面临过度的机械挑战、组织不规则性和胃液存在。
增强的氢键相互作用实现稳健的耐酸粘附界面
通过分子设计，研究团队增强了水凝胶酰胺连接骨架之间的氢键相互作用。这种增强的相互作用使得材料能够形成稳健的耐酸界面，从而在流体、化学和机械动态的体内环境下维持持久的粘附力。
在大动物模型中验证密封效能与生物相容性
研究应用了一个大尺度的猪胃穿孔模型，通过腹腔镜-内镜联合技术来验证该生物粘合剂的密封效能。实验结果显示，使用该粘合剂修复后，取得了良好的密封效果。
术后粘连可忽略、炎症受抑制以及对转录组和微生物组无干扰
对治疗后的组织进行深入分析发现，该生物粘合剂引发了可忽略不计的术后粘连，并有效抑制了炎症反应。更重要的是，转录组和微生物组分析证实，该治疗对宿主原有的基因表达谱和肠道菌群构成没有产生干扰，表明了其良好的生物相容性和安全性。
结论与讨论
本研究成功开发了一种用于无缝修复大型胃缺陷的耐酸可注射水凝胶生物粘合剂。该材料综合性能优异，包括快速原位凝胶化、即时湿粘附、高爆破压力密封、优异的耐酸性和动态环境稳定性。其核心机制在于酰胺骨架间增强的氢键作用构成了耐酸粘附界面的基础。通过大动物（猪）胃穿孔模型的验证，证实了其通过腹腔镜-内镜联合技术实现的有效密封能力。术后的综合评价显示，该材料能最小化术后粘连、抑制炎症反应，并且不对宿主的转录组和微生物组产生干扰，这为其临床安全性提供了有力证据。该研究所提出的生物粘合剂为解决胃穿孔等消化道疾病的微创、无缝缝合治疗提供了强有力的新材料工具，在消化疾病临床治疗中展现出巨大的应用前景。
