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蘇大李剛、中山大六院黃丹丹/郅敏 IJBM:絲素蛋白搭載CUR/5-ASA雙藥肛瘺支架
2024-11-05  來源:高分子科技

  肛瘺是一種臨床常見的原發(fā)性肛腸疾病,是在直腸、肛管周圍形成的異常通道。在中國,肛瘺占胃腸道疾病的1.7%-3.6%,但在歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū),發(fā)病率普遍較高,歐洲為1.83/萬人,英國為1.8/萬人,其治療周期長且易復(fù)發(fā),給患者心理和生理上帶來極大困擾。肛瘺的傳統(tǒng)治療方式為手術(shù)治療,包括肛瘺切除術(shù)、瘺管切開術(shù)以及切開掛線法等。然而,手術(shù)治療存在切口較大、疼痛明顯以及影響肛門括約肌功能等缺點(diǎn)。為了保持括約肌功能并減輕患者心理生理負(fù)擔(dān),近年來,越來越多的臨床醫(yī)療專家和材料專家們開始研究具有填充封堵瘺管功能的肛瘺修補(bǔ)材料。


  20241016日,蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實(shí)驗(yàn)室李剛教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了利用靜電紡絲和冷凍干燥技術(shù),采用絲素蛋白(SF/殼聚糖(CS)搭載中藥姜黃素和5-氨基水楊酸(5-ASA)制備出具有長效抗炎、促愈合功能和生物相容性的多孔復(fù)合肛瘺支架,如圖1所示。該項(xiàng)研究成果以題為“Silk fibroin/chitosan-based anal fistula scaffolds loaded with curcumin and 5-aminosalicylic acid”發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊International Journal of Biological Macromolecules上。蘇州大學(xué)碩士生陳繼華、張莉和蘇州大學(xué)第四附屬醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科韓植芬副主任醫(yī)師為共同第一作者,蘇州大學(xué)李剛教授、中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院黃丹丹博士和郅敏主任醫(yī)師為共同通訊作者。其他作者包括蘇州大學(xué)博士生孟祥有、碩士生孫璇和中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院鐘英奎博士。該工作得到了科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、科技部國際合作司項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。


  肛瘺支架植入術(shù)作為治療肛瘺的新型療法,在臨床上具有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的肛瘺支架存在結(jié)構(gòu)功能單一、容易滑脫以及植入后易復(fù)發(fā)等問題,極大地影響患者的身心健康,因此,研制一種多功能新型肛瘺修補(bǔ)材料具有重要意義。為此,蘇州大學(xué)李剛教授團(tuán)隊(duì)提出了基于絲素蛋白(SF/殼聚糖(CS)搭載藥物的多孔復(fù)合肛瘺支架(SCAFS)的研制,該支架具有抗炎和促愈合功能。肛瘺支架具有雙層結(jié)構(gòu),其中,內(nèi)層是由脫膠蠶絲纖維編織而成的管狀增強(qiáng)結(jié)構(gòu),外層是通過冷凍干燥添加有SF短纖維的SF/CS與姜黃素(CUR/5-氨基水楊酸(5-ASA)混合溶液的多孔外層結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果顯示SCAFS 的孔隙率和吸水率分別高達(dá)42.4%370.5%,干/濕抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到12.28±2.61 N3.08±0.43 N。在細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,采用免疫組織化學(xué)(IHC)染色、H&E 染色、免疫熒光(IF)染色和 Masson 試驗(yàn)分別測定了促炎細(xì)胞因子 TNF-α、抗炎細(xì)胞因子 IL-10、CD31 CD68 的表達(dá)情況(圖2-4)。結(jié)果表明,支架具有400小時(shí)以上的持續(xù)藥物釋放時(shí)間、優(yōu)異的生物相容性和顯著的抗炎和促愈合效果(p< 0.05)。因此,該材料在克肛瘺的治療方面存在潛在的應(yīng)用價(jià)值。


1 SCAFS的制備(a-c)與表征:循環(huán)吸水性能(d);樣品圖片(e);橫截面SEM圖(f);LPS刺激的巨噬細(xì)胞炎癥模型(f);植入材料8周后的動(dòng)物組織染色分析(g


2 與不同支架共培養(yǎng)的腸上皮細(xì)胞(a)和成纖維細(xì)胞(b)的抑制率,以及支架與腸上皮細(xì)胞共培養(yǎng)72h后的SEM圖(c),支架和成纖維細(xì)胞共培養(yǎng)72hSEM圖(d


3 動(dòng)物模型操作過程(a)、組織H&E染色(b、c)和Masson染色(d)中支架的橫截面和組織切片圖。(黑色箭頭:纖維組織;紅色箭頭:炎性細(xì)胞;藍(lán)色箭頭:肛瘺支架)


4 不同實(shí)驗(yàn)組中CD 31CD 68的染色(a,b);每個(gè)高倍視野(HPF)的CD 31陽性新血管和CD 68陽性的定量分析(c,d);每個(gè)HPF的新血管數(shù)量(e)(*p < 0.05,n=3


  研究結(jié)果表明,支架植入動(dòng)物體內(nèi)8周后,形態(tài)完整,不影響周圍組織的正常生長。5-ASACUR的加入有利于腸上皮細(xì)胞的增殖。盡管短SF纖維的存在誘導(dǎo)了輕度炎癥并略微減少了新血管的形成,但這些纖維促進(jìn)了支架多孔內(nèi)的細(xì)胞和組織的生長。此外,SF/CS-CUR/5-ASA組在促進(jìn)組織愈合的同時(shí),通過載藥減輕炎癥反應(yīng),表明支架材料具有優(yōu)良的生物相容性和抗炎作用。綜上所述,該團(tuán)隊(duì)制備的具有抗炎和促愈合功能的多孔復(fù)合肛瘺支架材料在肛瘺的治療中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。


  論文鏈接https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.135927


通訊作者簡介:


  黃丹丹,醫(yī)學(xué)博士,碩士生導(dǎo)師,中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院肛腸外科主治醫(yī)師,廣東省醫(yī)學(xué)教育協(xié)會(huì)肛腸及盆底疾病專業(yè)委員會(huì)委員,廣東健康科普促進(jìn)會(huì)大腸肛門病分會(huì)委員。從事結(jié)直腸肛腸盆底?蒲芯,主持國家級(jí)、省部級(jí)等項(xiàng)目3項(xiàng),發(fā)表SCI文章10余篇,授權(quán)專利2項(xiàng)。


  郅敏,主任醫(yī)師、教授、博士生導(dǎo)師,中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院教務(wù)處副處長,中山六院教學(xué)督導(dǎo)組組長,大內(nèi)科副主任、《診斷學(xué)》教研室主任,消化內(nèi)科副主任;炎癥性腸病公益組織“常在心”創(chuàng)始人及管理者,中華醫(yī)學(xué)會(huì)消化病分會(huì)炎癥性腸病學(xué)組委員,中國醫(yī)師協(xié)會(huì)整合醫(yī)學(xué)分會(huì)消化病學(xué)分會(huì)委員,中華醫(yī)學(xué)會(huì)腸外腸內(nèi)營養(yǎng)學(xué)會(huì)腸道微生態(tài)學(xué)組委員,中華醫(yī)學(xué)會(huì)消化病學(xué)分會(huì)和中國健康促進(jìn)基金會(huì)炎癥性腸病診療質(zhì)控評(píng)估指導(dǎo)中心專家委員會(huì)秘書,中國醫(yī)師協(xié)會(huì)外科分會(huì)炎癥性腸病專委會(huì)委員。擔(dān)任Gastroenterology ReportJournal of Digestive Diseases等學(xué)術(shù)雜志審稿專家及國家自然科學(xué)基金函評(píng)專家。主持省級(jí)及國家級(jí)項(xiàng)目多項(xiàng),發(fā)表SCI論文20余篇。主要研究方向?yàn)檠装Y性腸病的診療,參與診治炎癥性腸病6000余例,榮獲第四屆(2018年)“羊城好醫(yī)生”、(2022年)“砥礪初心獎(jiǎng)”等先進(jìn)稱號(hào)。


  李剛,教授,博士生導(dǎo)師,蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實(shí)驗(yàn)室主任助理。江蘇省第十五批“六大人才高峰”高層次人才、江蘇省僑聯(lián)青年委員會(huì)委員、香港理工大學(xué)江蘇校友會(huì)副會(huì)長。香港理工大學(xué)博士、美國塔夫茨大學(xué)訪問學(xué)者(合作導(dǎo)師:美國工程院David Kaplan院士)。長期在絲蛋白生物材料、醫(yī)用和智能健康紡織材料等多領(lǐng)域展開跨學(xué)科研究。Advanced Functional Materials、Biomaterials等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇。主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等項(xiàng)目30余項(xiàng),曾獲2023年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)優(yōu)秀專利獎(jiǎng)、2022年江蘇省十大行業(yè)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)等榮譽(yù)。已授權(quán)國內(nèi)外專利50余件。主要學(xué)術(shù)兼職為中國生物材料學(xué)會(huì)智能仿生生物材料分會(huì)委員、中國科協(xié)培訓(xùn)和人才服務(wù)中心評(píng)審專家、國家自然科學(xué)基金函評(píng)專家、中國博士后基金和“霍英東”科教獎(jiǎng)評(píng)審專家、Journal of Fiber Bioengineering Informatics副主編、《絲綢》青年編委、《產(chǎn)業(yè)用紡織品》和Frontiers in Bioengineering and Biotechnology等雜志編委。

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