新闻中心讯 复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室、高分子科学系丁建东教授和俞麟副教授团队研制了可注射性医用热致水凝胶。这种水凝胶兼具生物相容性、可生物降解性和可注射性，在内镜下黏膜剥离术（ESD）中的黏膜下流体垫、术后防粘连材料、药物缓释载体与组织工程材料等领域具有广阔应用前景。该项目已授权中国发明专利5项，发表研究论文50余篇，相关基础研究在2014年获得教育部自然科学一等奖。项目将在第17届中国国际工业博览会上亮相。
该类热致水凝胶是一类具备热可逆的溶胶-凝胶相转变特性的合成高分子水凝胶，但是，与升温后融化的鱼冻不同，该合成材料具备低温溶胶、高温凝胶的特性，特别适合医学应用。它可以单独使用，也可以进一步包裹药物、细胞等物质。
丁建东课题组具体研发了一种由油溶性的生物可降解聚酯与水溶性的聚醚所组成的两亲性嵌段共聚物，其水体系在低温（常温）以溶液状态存在，随着升温能够自发的物理凝胶化，该凝胶化过程不涉及任何化学反应。该材料低温时的溶液状态，使得其通过混合方式即可负载药物或细胞等物质，并且能够通过注射器注射到体内任何特定的部位，在体温下可自发物理凝胶化，将药物、细胞等物质原位包裹，有望作为消化道黏膜下注射材料、术后防粘连材料、储库型药物缓释载体、可注射性组织工程材料等。
简化手术流程 减少并发症发生
早期的消化道肿瘤主要表现为消化道黏膜的癌变。随着ESD介入技术的发展，目前已经可以在消化道内镜下通过电刀对癌变的黏膜进行剥离，实现微创的治疗。但该手术通常需要在消化道黏膜下层注射流体，使得癌变黏膜隆起，方便手术操作并减少出血、穿孔等并发症的发生。然而，目前临床上常用的黏膜下注射流体存在着持续时间短、黏膜隆起效果不佳等缺点，该团队同复旦大学附属中山医院内镜中心（全亚洲最大的内镜中心）合作，通过活体动物猪实验证实热致水凝胶可以作为新一代的消化道黏膜下的注射材料，并且随着水凝胶材料注射实现了癌变的黏膜层和正常肌层的自动剥离，并且病变隆起高度、保持时间和稳定性都大大优化，从而简化了手术操作过程，减少了手术所需时间，也减轻了医师的手术压力，提高了手术成功率。
该团队还拓展了热致水凝胶材料其它的医学用途，比如，术后组织粘连是困扰外科手术的重要难题，他们通过兔子、大鼠的体内粘连模型，证实这种热致水凝胶是一种使用方便的术后创伤部位的物理阻隔材料，并且具有优异的防粘连的效果，可应用于腹腔、脊柱以及子宫等术后的防粘连，整体效果优于或等同于已经商品化的同类产品。
近来，课题组的最新研究成果是还开发了国际上首例具有X-射线显影功能的热致水凝胶，其有望用于组织标记和血管内栓塞等体内各种特定用途。
实现药物缓释 减轻病人痛苦
据俞麟介绍，热致水凝胶材料还非常适合作为药物的缓释载体，可用于降糖药物和抗癌药物的包裹和缓释。只要将药物均匀分散在水凝胶内，其在注射入人体之后，就会随温度升高自发转变为凝胶，随着材料的降解或药物的扩散实现药物的长效释放，不但能够达到减少给药次数，改善病人的顺应性，并且能够增强治疗效果，减少并发症的发生。
比如，糖尿病是全球发病最广泛、增长速度最快的慢性疾病之一。据国际糖尿病联盟（IDF）统计，全球的糖尿病患者在2013年已经高达3.82亿人，而预计2030年可达5.92亿人。目前，我国有9840余万人患有这种病，为全球糖尿病患者最多的国家。糖尿病可分为Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病，其中Ⅱ型糖尿病占90%以上。糖尿病作为一种慢性疾病是一个长期治疗、甚至是终身治疗的过程，因而研发长效的治疗Ⅱ型糖尿病的药物输送系统，提高药物的治疗效果，改善患者用药顺应性就显得十分的迫切和必要。目前，该团队也已经同上海医药工业研究院合作研发了一种新型的长效的降糖活性多肽药物的凝胶缓释制剂，实现了一周一次给药的目的，并通过动物实验验证了其药效。同时，该研究工作还解决了多肽药物或蛋白质药物在凝胶制剂中的初期暴释而后期不完全释放的技术难题，有望作为其它多肽和蛋白质药物的平台技术。
在抗癌药物缓释的应用中，课题组也取得了一定的进展。比如，此类材料包载疏水的抗肿瘤药物之后可以根据需要缓释药物长达一周到一个多月不等，进一步的体内实验也证明这些载药凝胶制剂具有良好的体内抗肿瘤效果。例如，采用此类热致高分子水凝胶成功包裹了一种临床上已经使用的喜树碱类药物伊利迪康，不仅实现了一次皮下注射可以缓释药物达两周，而且由于载体材料与药物的相互作用还显著提高了药物的活性闭环率，可有效降低药物的使用剂量。裸鼠实验表明，所接种的人类结肠癌肿瘤的体积最终大大缩小，而毒副作用则十分微弱。这一发现为不通过开刀的方式治愈某些肿瘤展示了一线希望。
寻找合作伙伴 走完“最后一公里”
复旦大学生物医用材料课题组由聚合物分子工程国家重点实验室主任丁建东教授带领，包括俞麟副教授以及硕博研究生、博士后和科研助理等研究人员20余名，围绕热致水凝胶等医用材料进行各方面的研究。
丁建东和俞麟团队关于热致水凝胶的研究已经持续了十余年。前期工作主要是侧重于材料的分子设计和凝胶化机理的基础研究。根据国际权威数据库SCI(Science Citation Index)检索，该课题组关于热致水凝胶的论文被国内外同行在国际核心期刊引用超过一千次；部分论文被SCI的姐妹数据库ESI（Essential Science Indicator）选为近十年高引用论文（全球前1%），热致水凝胶相关领域被ESI列为国际学术前沿（Research Front），而丁建东和俞麟的部分论文被ESI列为该学术前沿的核心论文（Core Paper）。2014年1月，由丁建东、俞麟为完成人的科研成果“可注射性热致水凝胶”获得了“教育部自然科学一等奖”。
该课题组还进行了若干应用基础研究。目前的研究重心已经开始转向材料的临床应用和产业化。本着循序渐进的原则，复旦大学生物医用材料课题组打算将不添加任何药物和细胞的ESD术中的黏膜下注射材料或者术后防粘连材料作为未来临床应用的突破口。虽然组成该嵌段共聚物的聚酯嵌段和聚醚嵌段单独均获得过美国FDA(食品与药品监督管理总局)的批准用于人体，但是其嵌段共聚物仍然属于新型的“一类”医用材料，相关临床应用的突破有可能产生全球影响力。
丁建东表示，一方面，课题组正在努力开展面向最终临床应用的研究和推动制定新型医用材料的标准；另一方面，期待合适的企业合作伙伴，以走完韩正书记在2015年5月12日参观复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室时所强调的科研成果产业化的“最后一公里”。
