多达90%的腹部手术会导致粘连——是一种异常的瘢痕，连接器官和组织。现在有研究显示一种凝胶能够在小鼠和猪中预防粘连。
外科粘连——在开放或腹腔镜腹部手术后常见，有时会危及生命的并发症——可以通过一种浸透了分子的凝胶进行预防，这种分子能够阻止促进瘢痕组织形成的关键信号通路。
该凝胶可以在手术后立即以喷雾或冲洗的方式涂抹在腹腔内部。在两周内，该凝胶释放一种小分子T-5224，可以阻止被称为成纤维细胞的粘连形成细胞的活化，而不影响正常的伤口愈合。
研究人员认为，找到一种实际、简单的方法来防止或减少人类手术后腹部粘连的形成，这些粘连目前无法预防并且在很大程度上无法治疗，每年可以节省数十亿美元的医疗费用，并显著减少严重粘连导致的慢性疼痛、不孕和肠梗阻的发生。证明在猪等大型动物中取得成功是在人体临床试验的关键一步。
“粘连主要发生在手术期间损伤或接触肠道时，无论手术是开放式还是腹腔镜，”外科教授迈克尔·朗凯尔（Michael Longaker）博士说。“这种凝胶降低了粘连的可能性，而不会影响动物在手术后的愈合能力。作为外科医生，我已经习惯在手术结束时冲洗手术部位，因此这很容易融入我们的正常工作流程。”
朗凯尔是医学院迪安·P·和路易斯·米切尔教授，外科助理教授丹尼尔·德里托（Daniel Delitto）博士是该研究的资深作者，该研究于3月12日发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)上。前博士后研究员和外科住院医生德斯卡·福斯特（Deshka Foster）博士和博士后研究员杰森·郭（Jason Guo）博士是研究的主要作者。
瘢痕组织的问题
腹部粘连在手术后数周内随着身体愈合形成。根据手术的类型和部位，50%到90%的腹部手术会导致粘连，这种粘连的特征是过度的瘢痕组织将器官和组织紧固在一起或与腹壁连接。
虽然许多粘连没有症状，但5%至20%的粘连是严重的，会导致慢性疼痛、不孕和危及生命的肠梗阻。目前没有可靠的方法来预防或治疗这些粘连，腹部粘连所导致的并发症每年估计会造成数十亿美元的医疗费用。
朗凯尔、福斯特及其同事们多年来一直在研究瘢痕形成和粘连。2020年，他们识别出负责小鼠和人类粘连形成的生物通路，并显示抑制一种名为c-Jun的蛋白质的活性——这种蛋白质是由成纤维细胞在受伤时产生的——可以大幅减少实验室小鼠的粘连形成。
这种抑制分子T-5224因为能够调节过度的瘢痕和炎症而被识别，并已在临床试验中作为类风湿性关节炎的治疗、以及在癌症转 metastasis和炎症的动物模型中进行测试。
“我们想了解是否可以在几天内直接将这种小分子抑制剂输送到腹腔中，如果可以，它是否会影响粘连的形成，”朗凯尔说。
研究人员与研究共同作者、材料科学与工程副教授埃里克·阿佩尔（Eric Appel）博士合作，设计了一种称为剪切变稀水凝胶的生物材料，该材料在压力下像液体一样流动——例如被迫通过注射器——但在去除力量后稳定。当该凝胶浸透T-5224时，它可以在14天内缓慢释放这种小分子。
当在小鼠和迷你猪中进行测试时，浸透T-5224的凝胶在针对腹部手术的情况下，显著减少了粘连的形成——根据相邻组织的接触程度评分从0到5——比接受生理盐水冲洗手术部位或不含T-5224的凝胶的动物总体减少了近300%。
“T-5224水凝胶的持续释放配方和容易应用于腹腔的特性是粘连潜在临床治疗的理想特性，”福斯特说。“我们迫切希望采取下一步将这种方法引入临床。”
“找到一种治疗方法来阻止粘连真是太好了，”朗凯尔说。“但更重要的是，我们没有看到对伤口愈合的影响。如果我们预防粘连，但由于治疗肠道松散，或腹部切口无法正确闭合，那将无法使用。现在我们在大型动物模型中有足够的数据，证明这是安全有效的治疗，可以谈论在人体中开展试验。”
该研究得到了美国国立卫生研究院（国立卫生研究院资金编号：1F32CA239312-01, 1F32HL167318, 1R01GM116892, 1R01GM136659 和 T32GM008412）、国家科学基金会、斯坦福大学SPARK计划、达蒙·伦扬癌症研究基金会、约翰·和马尔瓦·沃诺克教员学者奖、爱默生集体/高盛基金会、斯坦福儿童健康研究所、斯坦福移植和组织工程卓越中心、冈恩/奥利维尔基金、加州再生医学研究所和吴蔡人类表现联盟的支持。
朗凯尔、福斯特和其他研究共同作者是斯坦福大学持有的专利的发明人，该专利涉及在水凝胶中使用抑制剂分子以预防粘连。阿佩尔是Appel Sauce Studios LLC的联合创始人、股东和顾问，该公司持有斯坦福大学关于本研究中所述水凝胶材料的专利申请的独占许可。
