在《Advanced Functional Materials》杂志2024年1月28日在线发表的一篇科研文章中，来自福州大学的吕一程(Yicheng Lv)、蔡凤英(Fengying Cai)、赵兴恺(Xingkai Zhao)、祝信涛(Xintao Zhu)、魏法南(Fanan Wei)、郑云权(Yunquan Zheng)、施贤爱(Xianai Shi)和杨建民(Jianmin Yang)教授等人，通过结合静电纺丝和粘合材料开发了一种基于微观结构的仿生Janus生物粘合剂（命名为OD/GM@PG）。该粘合剂设计了具有湿粘附内层和抗粘附外层的不对称结构，用以有效预防术后腹部及宫腔粘连，这项研究成果为高效粘连预防材料的开发提供了新的思路和技术。
术后粘连的临床问题及挑战
术后粘连是指术后损伤部位和相邻组织或器官间形成的异常组织增生，常见于腹膜、子宫、肌腱及心脏等软组织。这种病理现象严重影响患者的生理及心理健康，甚至可能危及生命。例如，腹部术后粘连发生率高达90%，容易导致慢性盆腔疼痛、肠梗阻及器官功能障碍等并发症；而剖宫产、子宫刮宫以及子宫肌瘤切除手术中，女性则更容易面临宫腔粘连（IUAs），其后果包括不孕不育等问题。
尽管临床上可以通过二次手术如粘连松解术进行治疗，但该方法常导致更严重的复发性粘连。此外，药物治疗虽然能够减少炎症反应及纤维化，但因副作用及疗效不足，限制了其应用。而物理屏障材料尽管能有效分隔受损组织，但目前的材料普遍面临粘附强度不足、生物降解时间不理想以及双面粘附易引发二次粘连等技术瓶颈。因此，研发一种兼具多功能特性的不对称粘附材料对于彻底预防术后粘连具有重要意义。
材料结构及制备原理
研究团队受海洋生物（如藤壶、贻贝及沙城虫）天然湿粘附能力的启发，利用静电纺丝技术将多功能粘性材料与纳米纤维膜相结合，设计了具有“Janus结构”（异质双层）的粘附剂——OD/GM@PG。其内层由具有湿粘附能力的氧化透明质酸（OD）与甲基丙烯酰基化明胶（GM）搭配制备，而外层则由聚己内酯（PCL）与明胶制备而成，形成光滑的抗粘附表面。这两层通过共价/非共价键连接并通过聚合物的机械交联固定，以实现材料的整体稳固性。
此外，材料还进行了微结构优化，例如通过冻结干燥工艺控制OD/GM内层的多孔特性，从而增强其在体液环境中的液体吸收能力和粘附强度；而外层则设计为低表面粗糙度以减少摩擦应力。本研究结合了毛细吸液作用和儿茶酚基团化学键的特点，不仅使粘附力显著提高，还可有效避免双面粘连的发生。
微观结构与液体吸收能力
通过扫描电子显微镜观察，该生物粘合剂的横截面表现出良好的内外层结合力，而动态液体渗透模拟验证了内层材料可快速吸收界面液体，促进湿粘附能力的增强。此外，不同OD/GM配比对材料孔径的影响研究发现，内层具有均匀的微孔结构（孔径约为100微米），表面接触角达到46°，展现出增强的液体吸收速率。
机械强度与生物降解特性
实验数据显示，Janus粘合剂的抗拉伸强度超过2 MPa，延伸率大于200%，远超普通粘合剂。此外，通过胶原酶溶液进行体外降解测试发现，该粘合剂内层可在7天内完全降解，避免了二次手术拆除的必要性。
湿粘附强度及快速粘附能力
与市售纤维蛋白胶和氰基丙烯酸酯胶相比，OD/GM@PG表现出高达98 kPa的湿剪切强度和325 J/m²的界面韧性。该优势来自其快速水吸附能力和强效物理/化学粘附机制（如Schiff碱反应）。
压力不敏感的粘附能力
在多种生理组织测试（如心脏、肝脏、胃、肠道等）中，该材料在不同压力下均表现出稳定的粘附性能。此外，粘合剂还能够很好地封闭大鼠体外模型中的漏水肠道与漏气肺组织，展现绝佳的密封能力。
细胞迁移与氧化应激抑制
通过细胞培养发现，粘合剂内层具有出色的细胞附着力，而外层能有效阻挡成纤维细胞的迁移，验证了外层的物理屏障作用。此外，利用ROS荧光染料实验研究，发现材料表面基团可有效清除活性氧自由基，减少因氧化应激导致的纤维化。
生物相容性与组织愈合
大鼠血液毒性指标、组织切片染色分析均显示该材料对周围组织基本无炎症反应。同样，植入后2周内材料实现了理想的降解时间，对术后痊愈至关重要。
术后粘连预防
在大鼠腹壁-盲肠粘连模型中，与市售Gynecare Interceed相比，OD/GM@PG粘合剂显著减少了术后粘连评分（平均评分仅为0.6）。组织染色进一步展示了材料在减少炎症反应和抑制胶原沉积方面的卓越性能。
宫腔粘连修复与生育恢复
在大鼠宫腔粘连模型中，使用Janus粘合剂的组别其子宫内膜厚度（583 ± 85 μm）及腺体数量恢复到接近正常水平。此外，此组大鼠成功生育，进一步验证了该材料改善子宫组织再生及内膜容受性的能力。
OD/GM@PG Janus粘合剂成功结合了微观结构优化的湿粘附能力及异质双层粘附特性，不仅实现了术后粘连预防，还具有抗氧化、抗炎、止血及组织修复的多功能优势。本研究首次利用蛋白质组学筛选炎症因子（如S100A8/S100A9及HMOX1）的表达规律，揭示其在粘连抑制中的潜在机制。
通过这种仿生材料的设计方式，未来有望进一步应用于其他术后粘连的防治领域，并为难治性创伤愈合问题提供新的解决思路。