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  動(dòng)脈瘤是一種動(dòng)脈壁膨出的病癥，膨出后的血管壁變薄，極易破損，隨時(shí)危及生命。經(jīng)導(dǎo)管動(dòng)脈栓塞術(shù)（TAE）由于其微創(chuàng)性，已被廣泛用于治療動(dòng)脈瘤。商用的金屬?gòu)椈扇υ谥委煷罂趶絼?dòng)脈瘤時(shí)，由于其剛度過(guò)高，在腔內(nèi)不能緊密堆疊，存在復(fù)通風(fēng)險(xiǎn)。形狀記憶高分子水凝膠作為一種具有記憶功能的智能軟濕材料，因其類軟組織性質(zhì)，作為可植入的微創(chuàng)支架和生物傳感器等具有潛在的應(yīng)用前景。但是，絕大多數(shù)溫敏形狀記憶水凝膠過(guò)于柔軟，模量遠(yuǎn)低于兆帕級(jí)別，在經(jīng)導(dǎo)管遞送過(guò)程中，極易變形堵塞導(dǎo)管，使手術(shù)失敗。此外，大多數(shù)記憶凝膠的響應(yīng)溫度高于體溫，難以固定高回彈力小螺旋半徑的彈簧圈。并且，目前所研究的高強(qiáng)度水凝膠無(wú)X光成像功能，無(wú)法進(jìn)行術(shù)中和術(shù)后的實(shí)時(shí)跟蹤檢查，這些問(wèn)題極大地限制了高強(qiáng)凝膠真正的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
  近期，天津大學(xué)材料學(xué)院劉文廣教授研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一種具有X光成像功能的高模量高強(qiáng)度體溫刺激的形狀記憶水凝膠，并與天津市一中心醫(yī)院的馮學(xué)泉主任醫(yī)師團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)了一種新穎的形狀記憶微彈簧圈，首次實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度水凝膠對(duì)于動(dòng)脈血管的栓塞。這種凝膠網(wǎng)絡(luò)含有聚丙烯腈的偶極-偶極相互作用/聚丙烯酰胺的氫鍵物理作用及長(zhǎng)鏈聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的化學(xué)交聯(lián)。廣角X射線衍射、小角X射線散射結(jié)果提示，偶極對(duì)形成的結(jié)晶疏水微區(qū)對(duì)于提高凝膠的水環(huán)境穩(wěn)定性和模量至關(guān)重要。動(dòng)態(tài)力學(xué)分析表明，在室溫下，由于強(qiáng)物理交聯(lián)，凝膠楊氏模量高達(dá) 16 MPa，當(dāng)溫度升至體溫，由于偶極/氫鍵作用的解離，凝膠模量降至 270 kPa。通過(guò)改變溫度，可以實(shí)現(xiàn)體溫驅(qū)動(dòng)的形狀記憶，凝膠的形狀恢復(fù)速度快至4 s。鑒于以往共聚含碘顯影單體對(duì)于形狀記憶效應(yīng)的破壞，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)簡(jiǎn)單的硫酸鋇沉積方法賦予凝膠X光成像功能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，硫酸鋇的吸附對(duì)形狀記憶效應(yīng)和力學(xué)性能幾乎沒(méi)有影響。

  為了探索體內(nèi)栓塞效果，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)相反轉(zhuǎn)方法成功將具有成像功能的凝膠預(yù)制成微彈簧圈，升溫拉直，低溫固定成直條狀，在低溫生理鹽水保護(hù)下通過(guò)介入導(dǎo)管遞送至豬腎動(dòng)脈中，接觸“熱血”后，凝膠直條迅速轉(zhuǎn)變成為彈簧圈，連續(xù)遞送幾個(gè)彈簧圈，成功實(shí)現(xiàn)腎動(dòng)脈的栓塞，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，凝膠可在體內(nèi)良好顯影并可觀察到形狀記憶過(guò)程，12周后的復(fù)查結(jié)果顯示，水凝膠彈簧圈穩(wěn)定存在于血管內(nèi)并保持良好的栓塞功能，并未出現(xiàn)復(fù)通現(xiàn)象。解剖和染色結(jié)果顯示，栓塞部位的腎臟已經(jīng)缺血壞死，而對(duì)側(cè)正常腎臟功能良好。這種具有自顯影功能的形狀記憶彈簧圈有望用于動(dòng)脈瘤的栓塞。
  該成果近日發(fā)表在Adv Funct Mater 2018 DOI: 10.1002/adfm.201705962。論文第一作者為博士生張銀宇，該工作得到了國(guó)家杰出青年基金（51325305）和面上基金(21274105)的資助。
  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201705962/full