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新材料可以更容易去除结肠息肉

马萨诸塞州剑桥 - 每年在美国进行超过1500万次结肠镜检查,其中至少有20%的胃肠病学家最终消除了结肠癌前病变。消除这些称为息肉的早期病变是预防结肠癌发展的最佳方法。

为了降低在此过程中撕裂结肠的风险,医生经常将生理盐水溶液注入病灶下方的空间,形成一个“垫子”,可以提升息肉,使其更容易安全移除。然而,这种缓冲不会持续很长时间。

麻省理工学院的研究人员现在设计了一种替代方案 - 一种可以作为液体注入的溶液,但一旦到达组织就会变成固体凝胶,从而形成更稳定,更持久的缓冲。

北京赛车pk10开奖麻省理工学院机械工程系助理教授,胃肠病学家Giovanni Traverso说:“这对于正在进行手术的胃肠病学家来说确实有很大的不同,以确保他们可以使用内窥镜工具切除一个稳定的区域。”布莱根妇女医院。

Traverso是该研究的高级作者,该研究发表在7月30日的Advanced Science杂志上。该研究的主要作者是前麻省理工学院博士后的Yan Pang和Jinyao Liu。其他作者包括麻省理工学院本科生Zaina Moussa,技术合作伙伴Joy Collins,前技术员Shane McDonnell,比较医学兽医Alison Hayward,Brigham和妇女医院胃肠病学家Kunal Jajoo以及David H. Koch研究所教授R​​obert Langer。

稳定的垫子

虽然许多结肠息肉是无害的,但如果不去除,一些最终会变成癌症。胃肠病学家经常在常规结肠镜检查期间执行此程序,使用套索式工具在切除组织之前对组织进行圈套。

这种手术有一些撕裂结肠内膜的风险,这就是为什么医生通常将盐水注入衬里正下方的区域,称为粘膜下层空间,将息肉抬离结肠表面。

“这样做可以简单地将这些组织层分开,它可以提供一点凸起的区域,因此更容易诱捕病变,”Traverso说。“挑战是盐水很快消失,所以我们并没有足够的时间进入和干预,可能需要重新注射生理盐水。”

复杂的病变可能需要10到20分钟才能消除,甚至更长,但盐水垫只能持续几分钟。研究人员试图通过添加明胶和纤维素等增稠剂来使垫子寿命更长,但这些垫子很难通过用于手术的窄针注射。

为了解决这个问题,麻省理工学院的团队决定制造剪切稀化凝胶。这些材料在正常条件下是半固体凝胶,但是当施加力时,它们的粘度降低并且它们更容易流动。这意味着材料可以通过狭窄的针头轻松注射,然后一旦进入结肠组织就会变回固体凝胶。

剪切稀化凝胶可以由许多不同类型的材料制成。为此,研究人员决定将两种可形成凝胶的生物相容性材料组合 - Laponite,一种用于化妆品和其他产品的粉状粘土,以及藻酸盐,一种来自藻类的多糖。

北京赛车pk10开奖“我们选择这些材料是因为它们具有生物相容性,它们可以让我们调整所得凝胶的流动行为,”Pang说。

使用这些材料,研究人员创造了一种剪切稀化凝胶,可以在猪身上注射并形成一个多小时的稳定垫子。这将使胃肠病学家有更多时间去除任何息肉。

“否则,你注射生理盐水,然后更换工具,当你准备好时,组织就会变得扁平。安全地切除东西变得非常困难,”Traverso说。

控制粘度

通过改变凝胶成分的组成,研究人员可以控制粘度等特性,这会影响缓冲垫保持稳定的时间。如果使用时间更长,这种可注射凝胶可用于缩小胃肠道等应用,可用于预防胃酸反流或通过让人感觉饱腹来帮助减轻体重。Traverso说,它还可能用于向肠道输送药物。

研究人员还发现该材料对猪没有有害的副作用,他们希望在未来三到五年内开始对人类患者进行试验。

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