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在進行大腸鏡篩檢時切除息肉，可降低結腸直腸癌的總體發病率，但這並非沒有風險，部分患者仍可能在手術中或手術後發生消化道出血，或是腸道物質滲漏至腹腔導致感染。

為了預防這些併發症，麻省理工學院 (MIT) 的研究人員開發了一種新型凝膠「GastroShield」，可透過現有內視鏡系統噴灑到手術部位，形成一層堅韌而有彈性的保護層，作為受損部位的「防護罩」。這種材料可以防止延遲出血，並加強組織的機械完整性，其相關成果已發表於《Advanced Materials》中。

過去開發可密封手術傷口的凝膠一直沒有成功，主要原因是許多材料無法在手術部位附著超過 24 小時。在開發過程中，MIT 的科學家的目標是找到具有以下特性的配方：

1. 黏度夠低，可透過現有內視鏡導管末端的噴頭輕鬆輸送和噴灑。
2. 在接觸組織時，應能立即形成堅韌的凝膠、牢固地貼附在組織上。
3. 具有足夠的柔韌性，能夠承受消化道蠕動和食物流過時產生的力量。

他們測試了數十種材料組合，找出了一種成功的組合：
1. 聚合物「pluronic」：這是一種嵌段共聚物 (block copolymer)，可自我組裝成稱為膠束 (micelles) 的球體。聚合物的末端含有多個胺基，這些胺基最終會呈現在膠束的表面。
2. 氧化葡聚醣 (oxidized dextran)：一種多醣，能與 pluronic 膠束的胺基形成牢固但可逆的結合。

此二者在噴灑後會立即相互反應，並與胃腸道內壁發生反應，在 5 秒內形成固體凝膠。構成凝膠的膠束具有「自我修復」能力，可吸收胃腸蠕動和食物移動時產生的力，暫時破裂後再重新組合；此外，該凝膠還能承受消化道中的低 pH 值和酵素活性，並在組織癒合時保護其免受惡劣環境影響。

在動物試驗中，治療後的一週內，都沒有出現穿孔、滲漏或出血現象，並具有以下特性：
1. 快速的密封性。
2. 可在手術部位維持約 5 天，之後隨著手術傷口癒合，與表層組織一起脫落
3. 生物相容性高，不會造成任何不良影響。
4. 不需任何啟動、光照或觸發物質就能形成凝膠，目的是讓內視鏡使用變得簡單易使用。

現在研究人員已經成立了新的公司「BioDevek」，進一步開發這些材料，期望能應用於人體。此外，除了在大腸鏡檢查中使用，該凝膠還有潛力可用於治療胃潰瘍與克隆氏症 (Crohn's disease) 等炎症，或用於輸送抗癌藥物。

BioDevek

利用材料科學、生物學和醫學來開發下一代基於生物材料的手術解決方案，以改善內科手術後的臨床結果。公司可降解生物材料可以注射或噴塗到生物組織上，以保護和改善傳統縫合或釘合傷口的癒合。設計材料以預定的速率降解，從而能夠利用這些材料隨著時間的推移局部輸送藥物，改善患者的治療結果，同時消除與全身藥物傳遞相關的副作用。

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資料來源：MIT、BioDevek