福建农林张敏/福建理工丁翠翠团队《AHM》：先进腹壁疝修补材料的研究进展

文章背景

腹壁（AW）的功能主要是保护腹内器官，维持腹压。腹壁疝（AWH）或腹壁疝缺损（AWD）可由AW损伤引起，引发组织突出。当腹腔内压力（IAP）和腹外压力（EAP）不平衡导致腹腔内组织，如盲肠，通过缺陷部位时，就会发生AWH。AWD可引起几种临床症状，如慢性疼痛、消化不良，严重时甚至导致死亡。许多研究表明，这些症状可以通过无张力疝修补手术大大减轻，其复发率低于1%。然而，在腹壁修补（AWR）手术中，腹壁疝修补材料的最佳选择对于获得腹壁修补（AWR）的低复发率至关重要（图1A）。

近期，福建农林大学张敏副教授团队联合福建理工大学丁翠翠副教授团队在《Advanced Healthcare Materials》发表了题为“A Review of Advanced Abdominal Wall Hernia Patch Materials”的综述文章。以聚丙烯(PP)为基础网与其他材料进行复合的补片在临床上经常用于修复腹壁疝(AWH)，这种复合网片材料结合了PP的高强度与另一种材料(CRLs)的有益生物特性。虽然可以将PP/CRLs用于临床，但存在显而易见的局限性。首先，体内不可生物降解的PP需要额外手术干预。其次，由于CRLs的快速吸收和膨胀，PP基材可能发生变形和收缩，也可能导致出现术后并发症。近期，研究小组通过调研文献，发现当前最新的PP/CRLs已出现了许多重要变化。这些变化主要集中在对CRLs进行扩展，包括纺丝膜、支架、凝胶或水凝胶屏障的使用，同时，还开发了众多先进的制备方法与策略。另外，该研究小组也发现，在特定条件下，不依附于PP/CRLs结构的CRLs也可被创建为先进的AWHPMs。这些先进的结构补片具有显著的仿生特征与可定制性，并且和胞外基质具有类似的结构。采用先进的AWHPMs，可以在IAP和EAP之间取得较好的平衡，同时调节免疫反应，从而在很大程度上缩小与宿主的整合效应差距，以缓解术后并发症（图1B）。

图1 A) 腹壁疝模型及植入的AWHPMs。B) AWHPMs的演变

文章要点

该研究小组进行文献调研发现，先进腹壁疝补片材料 (AWHPMs) 的迅速发展主要归因为：（1）可降解材料或可生物降解材料在AWR中的大量应用并有效被临床验证，包括开发利用可降解/生物可降解聚合物家族（聚氨酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚己内酯、聚酯脲等）以及天然生物聚合物材料（纤维素和几丁质类、脱细胞外基质家族、丝素、胶原、明胶等）制备AWHPMs；（2）基于上述材料，精心设计仿生/模拟天然腹壁结构与功能的AWHPMs，其制造方法与策略也得到迅速发展：从简单到复合、从传统编织到非编织、从单一到交叉等。具体而言，与传统的 PP/CRLs 相比，非纺织技术和各种化学处理大大改变了 CRLs 的形态和功能。以单独的 CRLs 重建的 AWHPMs 类型包括：利用编织生物可降解材料的传统网片、通过3D打印和纺丝纤维结构制成的医用补片、聚合物之间经交联形成的水凝胶补片。在制造这些AWHPMs的过程中，药物、生长因子、抗炎因子等可以选择性地掺入CRLs中。总体而言，正确的可量身定制是上述先进AWHPMs的主要特点（图2）。

图2 先进AWHPMs的各种制造方法，包括编织法以及非编织的方法（如3D打印、纺丝、以及通过物理、化学交联及界面改性的方法）

对此，论文首先回顾了先进PP/CRLs的发展历程，并提供了制备仿生AWHPMs的指南，包括适合临床选择的高端AWHPMs。同时，根据AWHPMs的来源、结构、性能、优点和局限性，将其分为合成材料、天然材料和复合材料类型进行叙述。随后，考察评述了AWHPMs制造方法上所取得的最新进展、AWHPMs的性能评价指标及评价方法。论文穿插了大量实例，强调了近年来疝补材料开发的重要进展。最后，提出了AWHPMs研究领域的挑战、机遇及未来发展方向的展望（图3）。第一作者为福建农林大学材料工程学院的硕士研究生梁凯文，福建农林大学张敏副教授和福建理工大学丁翠翠副教授为文章的共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金（22178056 & 22078060）等资助。

图3 综述的概要图

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adhm.202303506