具有各向异性电荷的多功能自粘多孔贴片，用于腹壁修复

《Research》：Multi-Functional Self-Adhesive Porous Patches with Anisotropic Charges for Abdominal Wall Repair

多功能自粘附多孔贴片通过一体化成型法制备，具有上下表面各向异性电荷和结构：上表面多孔带负电可吸附炎症因子并促进细胞生长，下表面致密带正电防止粘连。体内实验表明其抗粘连效果优于商用聚丙烯（PP）和聚对二氧环己酮（PCO）材料，同时促进腹壁组织再生，减少术后粘连带形成。

　　近年来，腹部壁缺损修复技术在医学领域受到广泛关注，因其在创伤治疗、手术恢复以及慢性伤口管理等方面具有重要价值。然而，现有的修复材料在结构、功能和活性成分方面仍存在诸多不足，难以实现长期有效的治疗效果。为了应对这一挑战，研究人员开发了一种具有异向电荷结构的多功能自粘性多孔贴片（Multi-functional Self-adhesive Porous, MFP），旨在通过简单的整体成型技术，提升腹部壁修复的综合性能。

该贴片采用丙烯酸（AAc）作为基础单体，并结合特定的表面改性技术，使其具备独特的结构特征和功能属性。通过引入特定的表面活性剂和油相，研究人员利用紫外光聚合技术制备出具有异向多孔结构的贴片。其底部表面涂覆了季铵化壳聚糖（QAC），形成了致密的结构，以防止组织粘连并提供物理屏障保护周围器官。而顶部表面则呈现出疏松的多孔结构，并且具有梯度分布的特性，使其能够快速吸收和去除组织表面的水分，从而实现湿润环境下的自粘性。这种异向结构不仅提高了贴片的机械性能，还增强了其在生理条件下的适应性和功能性。

贴片的顶部表面富含负电性的羧基（-COOH）功能团，这使其能够有效吸附和中和伤口表面的正电性促炎细胞因子，如干扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）和白细胞介素-1（IL-1）。这些细胞因子在炎症反应中起着关键作用，其过度释放会导致组织损伤和慢性炎症，从而影响伤口愈合。通过电荷相互作用，贴片能够在伤口表面形成“电荷陷阱”，从而降低促炎因子的浓度，改善局部微环境，促进组织修复。此外，这种表面特性还能调控巨噬细胞的极化状态，引导其向抗炎的M2型转变，进一步优化免疫微环境，有助于炎症控制和组织再生。

在贴片的制备过程中，研究人员通过控制油相与水相的比例，成功实现了梯度多孔结构的构建。实验结果显示，当油相与表面活性剂的比例为1:6时，贴片能够形成稳定的梯度油滴结构，从而确保其多孔性在不同区域的合理分布。这种结构不仅提高了贴片的机械性能，还增强了其在湿性环境下的粘附能力。通过机械测试，研究人员发现贴片的顶部在拉伸和剪切模式下表现出显著的粘附强度，其拉伸强度达到39.3 kPa，剪切强度为55.3 kPa，而剥离韧性为42.3 J/m2，远高于传统材料如聚丙烯（PP）和聚二氧乙烷（PCO）涂层网状材料。相比之下，底部表面由于致密结构和QAC涂层，表现出较低的粘附性，从而防止组织与贴片之间的过度粘连，为贴片的长期应用提供了保障。

在体外实验中，研究人员通过荧光标记的水滴模拟了贴片的吸水能力，并利用显微镜观察其在不同时间点的水扩散过程。结果表明，贴片的顶部表面能够在1.5秒内迅速吸收并扩散水分，从而形成稳定的湿润粘附状态。而底部表面则几乎不吸收水分，维持了其非粘附特性。这种功能上的不对称性使得贴片能够在复杂的生理环境中发挥不同的作用，既能够有效粘附在伤口表面，又能够防止与周围组织的粘连，为修复过程提供了双重保护。

为了进一步验证贴片的生物相容性，研究人员进行了细胞毒性测试和溶血实验。结果显示，贴片对NIH-3T3成纤维细胞没有明显的毒性作用，且在体外测试中表现出良好的溶血性能，其溶血率低于10%。这表明贴片在体内具有良好的安全性，能够减少对宿主组织的不良反应，同时促进细胞的附着和增殖。此外，贴片的顶部表面因其丰富的多孔结构和功能化修饰，能够显著促进细胞的生长和迁移，而底部表面则因其光滑和致密的结构，能够有效防止细胞的附着，从而减少组织粘连的发生。

在动物实验中，研究人员将贴片植入大鼠的皮下组织，并在术后2周、4周和12周进行了组织学分析。结果显示，贴片能够逐渐降解，且在体内表现出良好的生物降解性和组织整合能力。H&E染色图像显示，贴片的顶部表面与周围组织之间形成了良好的细胞生长和连接，而底部表面则有效地防止了细胞的过度粘附，保持了其作为屏障的功能。同时，研究人员还评估了贴片对炎症因子的吸附效果，发现其能够显著降低促炎因子的水平，促进抗炎因子的表达，从而改善局部炎症环境，加速组织修复过程。

为了进一步探讨贴片的免疫调节作用，研究人员对巨噬细胞的极化状态进行了分析。结果表明，贴片能够显著促进巨噬细胞向M2型极化，而抑制M1型的过度激活。这种免疫调节机制有助于减少炎症反应，同时促进组织再生和修复。此外，通过定量PCR分析，研究人员发现贴片能够显著降低TLR4/NF-κB炎症信号通路的激活，从而减少促炎因子的表达，增强抗炎因子的释放，进一步验证了其在炎症控制方面的潜力。

综上所述，这种多功能自粘性多孔贴片通过其异向电荷结构和梯度多孔设计，实现了对腹部壁修复过程的多方面优化。它不仅能够有效粘附在伤口表面，还能通过吸附和中和促炎因子，改善局部微环境，促进组织再生。同时，其致密的底部结构能够防止组织粘连，提供物理屏障保护。这些特性使得贴片在腹部壁修复中展现出显著的优势，相较于传统的聚丙烯和聚二氧乙烷涂层材料，其在粘附性、抗炎性能和生物相容性方面均表现出更高的水平。

此外，该贴片的制备方法简单且高效，能够在保持材料性能的同时实现大规模生产，为临床应用提供了便利。未来的研究可以进一步探索其在不同组织修复场景中的适用性，以及其在人体内的长期安全性和有效性。通过深入理解贴片与宿主组织之间的相互作用机制，研究人员有望开发出更加智能化和个性化的修复材料，从而更好地满足临床需求，推动腹部壁缺损修复技术的进一步发展。