消化道瘘内镜修复新材料:蛞蝓启发的温敏Janus粘附水凝胶

消化道瘘内镜修复新材料:蛞蝓启发的温敏Janus粘附水凝胶

PGaIII 水凝胶:低温可注射、体温即凝胶、双面粘附
期刊:Nature Biomedical Engineering(IF 26.3,2025 JCR) 发表日期:2026-10-30
DOI:10.1038/s41551-026-01820-6 第一作者:Sen Liang(中科院过程工程研究所)
作者单位:中国科学院过程工程研究所+中日友好医院
一句话结论:中科院过程工程所团队开发温敏正电水凝胶 PGaIII:内镜下注射一步成胶、双面粘附组织并耐酸抗菌,在大小鼠与巴马小型猪模型中单步封堵消化道瘘口并预防术后粘连。
PGaIII 水凝胶设计与仿生自组装
论文原文 Figure 1(图片来源:10.1038/s41551-026-01820-6)

瘘口不闭合,术后恢复就无从谈起

胃肠道内容物经瘘口漏入腹腔或体外,会引发感染、营养不良与多器官功能障碍,是胃肠手术后致残致死的重要原因。内镜下修复相比二次手术更微创,但现有密封剂要么难以经内镜通道输送,要么在湿润、含消化液的瘘口环境里“站不稳”,往往需要多步操作、对术者要求高。

中国科学院过程工程研究所与中日友好医院团队合作,在 Nature Biomedical Engineering 发表了一种温敏带正电水凝胶密封剂 PGaIII,目标是把“输送、成胶、粘附”压缩成内镜下的单步操作。

蛞蝓的启发:又软又能“钉”在湿表面

PGaIII 以温敏聚合物 PNIPAM 为骨架、引入镓离子:低温下呈液态可顺利通过内镜注射,到达体温后自行凝胶。研究团队从蛞蝓在潮湿表面爬行黏附的生物策略中汲取灵感,使凝胶形成 Janus 型双面粘附——一面牢牢抓住湿润的组织创面,另一面耐受水流与酸性环境。

正电荷骨架还带来两个附加属性:凝胶在原位主动收缩、帮助瘘口边缘靠拢;同时具备抗菌性,降低感染风险。论文报道其生物相容性表现良好。

从大鼠到巴马小型猪的验证

在 SD 大鼠与巴马小型猪模型中,团队通过内镜将 PGaIII 注射至瘘口,均实现瘘口有效修复,且操作流程简便、无需预组装;凝胶同时抑制了术后粘连的形成。研究还指出,这套材料有望推广到其他器官瘘口的体内修复。

需要说明的是,目前证据来自动物模型,进入临床前还需完成系统的安全性评价与人体剂量探索;对大口径、复杂瘘的治疗窗也需要进一步界定。

内镜瘘口修复与粘附性能
论文原文 Figure 2(图片来源:10.1038/s41551-026-01820-6)

信息来源

论文:A single-step injectable Janus-adhesive hydrogel for endoscopic gastrointestinal fistula repair
期刊:Nature Biomedical Engineering,IF 26.3(2025 JCR 参考)
DOI:10.1038/s41551-026-01820-6
第一作者单位:中国科学院过程工程研究所+中日友好医院
通讯作者:见原文

本文为基于上述论文的原创科普解读,写作过程中仅引用其公开摘要与图表信息;数据与结论以论文原文为准。发布于 2026-10-30 检索窗口。

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