麻省理工学院的研究人员已经开发出一种材料，这种材料可以被注入液体，然后变成固体凝胶。目前在结肠镜检查中，生理盐水被注射到癌前病变下方，使其更容易切除，他们相信这种材料有望改善结肠镜检查。
在胃镜检查中用来抬高息肉的凝胶垫可以减少撕裂结肠粘膜的风险。
Anne Trafton | MIT News OfficeJuly 30,
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美国每年进行超过1500万次结肠镜检查，其中至少有20%的胃肠病学家最终从结肠中切除癌前增生。清除这些早期病变，也就是所谓的息肉，是防止结肠癌发展的最好方法。
为了减少在手术过程中撕裂结肠的风险，医生们经常会在病变区下方注入盐水，形成一个“缓冲垫”，将息肉抬起，这样可以更容易安全地切除。然而，这个靠垫维持不了多久。
麻省理工学院的研究人员现在发明了一种替代方法——一种可以注入液体的溶液，但当它到达组织后就会变成固体凝胶，从而产生一个更稳定、更持久的缓冲垫。
麻省理工学院机械工程系助理教授、布列根和妇女医院的胃肠病专家Giovanni Traverso说：“这对进行手术的胃肠病学家来说，确保有一个稳定的区域，然后他们可以使用内窥镜工具进行切除手术。”
Traverso 是这项研究的资深作者，该研究发表在7月30日出版的《先进科学》杂志上。这项研究的主要作者是麻省理工学院前博士后Yan Pang和Jinyao Liu。其他作者还包括麻省理工学院本科生Zaina Moussa，技术助理Joy Collins，前技术员Shane McDonnell，比较医学兽医科Alison Hayward, 布列根和妇女医院的胃肠病专家胃肠病学家Kunal Jajoo和David H. Koch Institute教授Robert Langer。
稳定的衬垫
虽然许多结肠息肉是无害的，但是如果有些息肉不切除，最终可能成为癌症。胃肠病学家经常在常规的结肠镜检查中进行这种检查，在切除组织之前使用套索样工具捕获组织，从而完成这一切除过程。
这种手术可能会撕裂结肠内壁的风险，这就是为什么医生通常会将盐水注入粘膜下间隙的地方，将息肉从结肠表面切除。
Traverso说：“这样做的目的就是简单的分离组织层，并给组织层一点隆起的区域，所以很容易切除病变。现在的挑战是生理盐水很快就会消失，所以我们并不总是有足够的时间进入并进行干预，可能需要重新注入生理盐水。”
复杂的病变可能需要10到20分钟来清除，甚至更长时间，但盐水垫只能维持几分钟。研究人员试图通过添加诸如明胶和纤维素等增稠剂来使衬垫寿命更长，但是通过手术用的细针注射这些增稠剂是非常困难的。
为了克服这个问题，麻省理工学院研究小组决定制造一种剪切稀释凝胶。在正常情况下，这些材料是半固态凝胶，但当对它们施加力时，它们的粘度会降低，更容易流动。这意味着材料可以很容易地通过一个细针注射，一旦它进入结肠组织，就会变成固体凝胶。
剪切稀释凝胶可由许多不同类型的材料制成。为此，研究人员决定将两种生物相容性且可以形成凝胶的物质材料组合在一起，一种是用于化妆品和其他产品的粉状粘土，另一种是从藻类中提取的多糖藻酸盐。
“我们选择这些材料，因为它们是生物相容的，它们允许我们调整凝胶的流动特性，”Pang博士后说。
利用这些材料，研究人员制造了一种剪切稀释凝胶，这种凝胶可以注射到猪身上，并在一个多小时内形成一个稳定的缓冲垫。这将使胃肠学家有更多的时间来切除息肉。
“否则，你注射生理盐水，然后换工具，等你准备好的时候，组织又有点扁了。现在要安全地切除东西真的很困难。”Traverso说。
约翰霍普金斯医学院 （Johns Hopkins School of Medicine）医学和神经科学教授Jay Pasricha说：“这种方法可以为在手术切除过程中保持病灶被抬高提供一个“优雅的解决方案”。
没有参与这项研究的Pasricha说：“这是一个未被满足的需求，在过去的十年里，我们转向尝试从结肠中切除更复杂的肿瘤，而不是通过传统的手术方式。这将是伟大的材料，可以在整个手术过程中持续。”
控制粘度
“通过改变凝胶组分的成分，研究人员可以控制如粘度等特性，这影响缓冲垫的稳定时间。如果使用时间较长，这种注射凝胶可用于缩小胃肠道，这可以用来防止胃酸倒流，或通过让人感到饱腹感来帮助减肥。它也有可能被用来运送药物到肠道，”Traverso说。
研究人员还发现，这种材料对猪没有任何有害的副作用，他们希望在未来3到5年内在人类患者身上开始试验。
Traverso 说：“这是我们认为可以相当迅速地对患者实施手术的措施，我们对推进这个项目非常兴奋。”
这项研究由美国国立卫生研究院、Alexander von Humboldt基金会、布列根和妇女医院（Brigham and Women’s Hospital）胃肠科和麻省理工学院机械工程系资助。
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在胃镜检查中用来抬高息肉的凝胶垫可以减少撕裂结肠粘膜的风险 以便更容易地去除结肠息肉。
