贝勒医学院格拉谢拉·古铁雷斯 展示其机械强度和灵活性的3D打印生物网格
学分:贝勒医学院 疝气是最常见的软组织损伤之一
当腹内内容物(如肠管)挤压穿过腹壁薄弱、有缺陷或受伤的区域时，就会形成疝
这种情况可能会出现严重的并发症，因此建议进行疝气修补
修复包括通过外科手术植入假体网来支撑和加固受损的腹壁并促进愈合过程
然而，目前使用的网状植入物与潜在的不利的术后并发症有关
“尽管疝环充填式无张力疝修补术在机械上很坚固，并且能支撑腹部组织，使患者一开始感到舒适，但常见的问题是，手术后大约三天，植入物会引发炎症，在两到三周内会影响附近的器官，”Dr
克里斯托·申是贝勒医学院的外科助理教授，也是这项研究的主要作者，该研究旨在寻找手术后疝气并发症的解决方案
网状植入物大多失败，因为它们促进了肠、肝或其他内脏器官与网状植入物的粘附
随着粘连的增长，网收缩变硬，可能导致慢性疼痛、肠梗阻、出血和生活质量下降
一些病人可能需要第二次手术来修复第一次失败的手术
“炎症也是一个严重的问题，”博士说
加纳夏姆·阿查里亚，贝勒大学外科学副教授
“目前，炎症是通过药物或消炎药来控制的，但这些药物也会干扰愈合过程，因为它们会阻止免疫细胞向损伤部位的迁移
" “为了解决这些并发症，我们开发了一种非药物方法，通过设计一种新的网状物，除了为损伤部位提供机械支持之外，还充当炎症调节系统，”申说
相反相成 申说:“我们设计的一个主要创新是开发了一种生物网格，它可以减少炎症，从而最大限度地减少导致疼痛和手术失败的组织与网格的粘附。”
被称为细胞因子的炎症介质出现在手术后几天植入网片的地方
由于氨基酸赖氨酸和精氨酸的存在，植入物中的一些主要细胞因子，IL1-β、IL6和肿瘤坏死因子-α，具有正表面电荷
展示其机械强度和灵活性的3D打印生物网格
信用:Drs
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Shin/G
阿查里亚/贝勒医学院
阿查里亚说:“我们假设带负电荷的生物网会捕获带正电荷的细胞因子，因为相反的电荷会相互吸引。”
“我们期望将细胞因子截留在网状物中会减少它们的炎症效应，并改善疝修复和愈合过程
" 为了测试他们的新想法，研究人员使用三维生物打印机制作了一种叫做磷酸盐交联聚乙烯醇聚合物的生物网格
通过彻底的实验，他们优化了机械性能，使网能够承受最大的腹部压力，并且在几个月内机械强度没有任何下降
他们还表明，随着时间的推移，他们的生物网不会降解或降低其弹性，并且对人体细胞没有毒性
申、阿查里亚和他们的同事已经在实验室证实，这种生物网可以捕获带正电荷的细胞因子
受这些结果的鼓舞，研究人员在大鼠疝修复模型中测试了他们的生物网，并将其与临床上广泛用于外科疝修复的一种网进行了比较
新设计的三维打印生物网格最大限度地减少了动物模型疝气修复术后的并发症 新设计的生物网有效地减少了动物模型中疝修复术后的并发症
植入生物网后，研究人员对其进行了四周的检查
他们发现新设计的生物网格捕获的细胞因子是常用网格的三倍
细胞因子在体内是短暂的
当它们降解时，它们使网格能够捕获更多的细胞因子
重要的是，没有内脏组织粘附到新设计的生物网格上，而在常用网格的情况下，组织粘附水平是极端的
这些结果证实了新的生物网在减少炎症反应和预防内脏粘连方面是有效的
此外，在动物模型中，新的网片并不妨碍手术疝修补后的腹壁愈合
“这种生物网是独一无二的，旨在改善预后，减少与疝修补相关的急性和长期并发症和症状
美国每年进行超过40万次疝气修补手术
S
新的生物网格将满足一个主要的未满足的需求，”申说
目前还没有这种多功能的复合外科网，开发一种广泛适用的生物网将是疝和其他软组织缺损外科修复的一大进步
在我们的方法被应用到临床之前，我们正在进行进一步的临床前研究
构建生物网格具有高度的可再现性、可扩展性和可修改性
" “通过材料的物理化学性质来控制炎症的概念是新的
网格最初是为机械强度而设计的
我们问自己，能否利用材料的物理化学性质，创造出一种新的网格？”阿查里亚说
“在20世纪50年代，博士
弗朗西斯·C
贝勒外科的亚瑟开发了第一个用于疝修补的聚丙烯网
我们已经开发了下一代网格，它不仅提供机械支持，而且在减少引起重大临床问题的炎症反应方面发挥生理作用
“阅读《高级材料》杂志上的完整研究
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