肛瘘是一种临床常见的原发性肛肠疾病，是在直肠、肛管周围形成的异常通道。在中国，肛瘘占胃肠道疾病的1.7%-3.6%，但在欧洲等发达地区，发病率普遍较高，欧洲为1.83/万人，英国为1.8/万人，其治疗周期长且易复发，给患者心理和生理上带来极大困扰。肛瘘的传统治疗方式为手术治疗，包括肛瘘切除术、瘘管切开术以及切开挂线法等。然而，手术治疗存在切口较大、疼痛明显以及影响肛门括约肌功能等缺点。为了保持括约肌功能并减轻患者心理生理负担，近年来，越来越多的临床医疗专家和材料专家们开始研究具有填充封堵瘘管功能的肛瘘修补材料。
2024年10月16日，苏州大学现代丝绸国家工程实验室李刚教授团队报道了利用静电纺丝和冷冻干燥技术，采用丝素蛋白（SF）/壳聚糖（CS）搭载中药姜黄素和5-氨基水杨酸（5-ASA）制备出具有长效抗炎、促愈合功能和生物相容性的多孔复合肛瘘支架，如图1所示。该项研究成果以题为“Silk fibroin/chitosan-based anal fistula scaffolds loaded with curcumin and 5-aminosalicylic acid”发表在国际学术期刊International Journal of Biological Macromolecules上。苏州大学硕士生陈继华、张莉和苏州大学第四附属医院中西医结合科韩植芬副主任医师为共同第一作者，苏州大学李刚教授、中山大学附属第六医院黄丹丹博士和郅敏主任医师为共同通讯作者。其他作者包括苏州大学博士生孟祥有、硕士生孙璇和中山大学附属第六医院钟英奎博士。该工作得到了科技部国家重点研发计划、科技部国际合作司项目和国家自然科学基金面上项目等项目的支持。肛瘘支架植入术作为治疗肛瘘的新型疗法，在临床上具有广泛的应用。传统的肛瘘支架存在结构功能单一、容易滑脱以及植入后易复发等问题，极大地影响患者的身心健康，因此，研制一种多功能新型肛瘘修补材料具有重要意义。为此，苏州大学李刚教授团队提出了基于丝素蛋白（SF）/壳聚糖（CS）搭载药物的多孔复合肛瘘支架（SCAFS）的研制，该支架具有抗炎和促愈合功能。肛瘘支架具有双层结构，其中，内层是由脱胶蚕丝纤维编织而成的管状增强结构，外层是通过冷冻干燥添加有SF短纤维的SF/CS与姜黄素（CUR）/5-氨基水杨酸（5-ASA）混合溶液的多孔外层结构。研究结果显示SCAFS 的孔隙率和吸水率分别高达42.4%和370.5%，干/湿抗压强度分别达到12.28±2.61 N和3.08±0.43 N。在细胞和动物实验中，采用免疫组织化学（IHC）染色、H&E 染色、免疫荧光（IF）染色和 Masson 试验分别测定了促炎细胞因子 TNF-α、抗炎细胞因子 IL-10、CD31 和 CD68 的表达情况（图2-4）。结果表明，支架具有400小时以上的持续药物释放时间、优异的生物相容性和显著的抗炎和促愈合效果（p< 0.05）。因此，该材料在克肛瘘的治疗方面存在潜在的应用价值。
图1 SCAFS的制备（a-c）与表征：循环吸水性能（d）；样品图片（e）；横截面SEM图（f）；LPS刺激的巨噬细胞炎症模型（f）；植入材料8周后的动物组织染色分析（g）
图2 与不同支架共培养的肠上皮细胞（a）和成纤维细胞（b）的抑制率，以及支架与肠上皮细胞共培养72h后的SEM图（c），支架和成纤维细胞共培养72h的SEM图（d）
图3 动物模型操作过程（a）、组织H&E染色（b、c）和Masson染色（d）中支架的横截面和组织切片图。（黑色箭头：纤维组织；红色箭头：炎性细胞；蓝色箭头：肛瘘支架）
图4 不同实验组中CD 31和CD 68的染色（a，b）；每个高倍视野（HPF）的CD 31阳性新血管和CD 68阳性的定量分析（c，d）；每个HPF的新血管数量（e）（*p < 0.05，n=3）研究结果表明，支架植入动物体内8周后，形态完整，不影响周围组织的正常生长。5-ASA和CUR的加入有利于肠上皮细胞的增殖。尽管短SF纤维的存在诱导了轻度炎症并略微减少了新血管的形成，但这些纤维促进了支架多孔内的细胞和组织的生长。此外，SF/CS-CUR/5-ASA组在促进组织愈合的同时，通过载药减轻炎症反应，表明支架材料具有优良的生物相容性和抗炎作用。综上所述，该团队制备的具有抗炎和促愈合功能的多孔复合肛瘘支架材料在肛瘘的治疗中具有潜在的应用价值。在Advanced Functional Materials、Biomaterials等期刊发表学术论文150余篇。主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上项目等项目30余项，曾获2023年中国纺织工业联合会优秀专利奖、2022年江苏省十大行业优秀成果奖等荣誉。已授权国内外专利50余件。主要学术兼职为中国生物材料学会智能仿生生物材料分会委员、中国科协培训和人才服务中心评审专家、国家自然科学基金函评专家、中国博士后基金和“霍英东”科教奖评审专家、Journal of Fiber Bioengineering Informatics副主编、《丝绸》青年编委、《产业用纺织品》和Frontiers in Bioengineering and Biotechnology等杂志编委。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.135927
通讯作者简介：
黄丹丹，医学博士，硕士生导师，中山大学附属第六医院肛肠外科主治医师，广东省医学教育协会肛肠及盆底疾病专业委员会委员，广东健康科普促进会大肠肛门病分会委员。从事结直肠肛肠盆底专科研究，主持国家级、省部级等项目3项，发表SCI文章10余篇，授权专利2项。
郅敏，主任医师、教授、博士生导师，中山大学附属第六医院教务处副处长，中山六院教学督导组组长，大内科副主任、《诊断学》教研室主任，消化内科副主任；炎症性肠病公益组织“常在心”创始人及管理者，中华医学会消化病分会炎症性肠病学组委员，中国医师协会整合医学分会消化病学分会委员，中华医学会肠外肠内营养学会肠道微生态学组委员，中华医学会消化病学分会和中国健康促进基金会炎症性肠病诊疗质控评估指导中心专家委员会秘书，中国医师协会外科分会炎症性肠病专委会委员。担任Gastroenterology Report、Journal of Digestive Diseases等学术杂志审稿专家及国家自然科学基金函评专家。主持省级及国家级项目多项，发表SCI论文20余篇。主要研究方向为炎症性肠病的诊疗，参与诊治炎症性肠病6000余例，荣获第四届（2018年）“羊城好医生”、（2022年）“砥砺初心奖”等先进称号。
李刚，教授，博士生导师，苏州大学现代丝绸国家工程实验室主任助理。江苏省第十五批“六大人才高峰”高层次人才、江苏省侨联青年委员会委员、香港理工大学江苏校友会副会长。香港理工大学博士、美国塔夫茨大学访问学者（合作导师：美国工程院David Kaplan院士）。长期在丝蛋白生物材料、医用和智能健康纺织材料等多领域展开跨学科研究。在Advanced Functional Materials、Biomaterials等期刊发表学术论文150余篇。主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上项目等项目30余项，曾获2023年中国纺织工业联合会优秀专利奖、2022年江苏省十大行业优秀成果奖等荣誉。已授权国内外专利50余件。主要学术兼职为中国生物材料学会智能仿生生物材料分会委员、中国科协培训和人才服务中心评审专家、国家自然科学基金函评专家、中国博士后基金和“霍英东”科教奖评审专家、Journal of Fiber Bioengineering Informatics副主编、《丝绸》青年编委、《产业用纺织品》和Frontiers in Bioengineering and Biotechnology等杂志编委。
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