四川省原子能研究院王静霞专访：辐照接枝+静电纺丝技术升级防粘连隔离膜，有效提高亲水性、稳定性、抗菌性

外科手术后组织粘连一直是临床医学面临的一大难题，几乎所有手术都涉及到术后组织之间防粘连的问题。

术后粘连极有可能会引起严重的并发症，并且不同部位的并发症还有所不同。如腹部、盆腔等手术可能会引起粘连性肠梗阻；甲状腺手术后可能会引起喉返神经损伤；心脏与胸廓出现粘连就还需再做一次开胸术等。这不仅对患者的身体造成了二次伤害，还会给患者带来较大的经济压力。

目前，解决术后粘连问题主要是依赖在手术部位植入防粘连隔离膜实现，但现有的防粘连隔膜还存在着易水化、易脆化等问题。那么，防粘连隔离膜该如何升级来克服现有问题呢？受“科创中国”第二届生物医学高价值专利项目评选活动的邀请，动脉橙果局有幸采访到了四川省原子能研究院的王静霞。

王静霞主要研究辐射技术在高分子材料领域的应用，多年的积累和尝试，让她摸索出了针对生物惰性和生物可降解高分子材料的辐照法改性法，并开创性地实现了辐射法制备聚乳酸辐射接枝共聚物技术。

最近，她正在着手研究升级防粘连隔离膜——在隔离膜制作中加入了辐照接枝技术，大大提升了防粘连隔膜抗菌、稳定、可降解等性能，为更多手术患者提供了新选择。

提到辐照，大家都会联想到，辐射、核能等，总会担心对身体有伤害。但其实，辐照不管是自然环境中，还是日常生活中都无处不在。

比如看电视、带夜光表、乘飞机等过程中，我们都会接受一定剂量的辐照。另外，在自然界中，我们也可能会接收到一定剂量的辐照，例如秦山每年都会释放出2.4亳希/年的辐照。

这些辐射基本上都不会对身体造成伤害。总之，只要合理正确的使用辐照，我们是能够对其进行把控并加以利用的。

王静霞就在防粘连隔离膜中添加了辐照接枝技术。她利用辐射聚合形成的聚吡咯烷酮 （PVP）与碘反应，形成具有强抗菌性的含碘聚合物，大大提升了隔离膜的抗菌性。

不仅如此，辐射接枝改性的聚乳酸由于表面接枝了亲水性的单体，防粘连隔离膜的亲水性也得到了明显改善。亲水性对于防粘连隔离膜而言非常重要，它会直接影响隔离膜和患者手术伤口的贴合程度。亲水性越高，就越能有效阻隔患处粘连，利于患者伤口恢复。

有人或许会问：“抗菌性、亲水性可以通过其他操作对材料进行改性实现，辐照接枝技术优势又体现在哪里呢？”

据悉，目前对材料改性的方法有很多，最常见的几种有化学接枝改性法、紫外光辐照法、等离子体法、表面涂覆法等，但这些办法或多或少都存在着一些弊端。

如化学接枝改性法，可能会造成引发剂、催化剂等物质残留、溶剂回收等问题，直接影响材料的安全性；紫外光辐照法为提高接枝效果通常需要加入光敏剂，但加入光敏剂后极易引入杂质，对材料纯度造成影响；等离子体法和表面涂覆法的改性效果非常不稳定，有较大的时间限制，并不能长期使用。

与这些方法相比较起来，辐照接枝改性法的优势就非常明显了。首先，辐照的y射线穿透力非常强，能够轻松完成一般高分子化学合成法难以进行的接枝聚合反应，适用对象更广泛，科研人员可以借此进行更全面的尝试。

另外，辐照接枝的改性的操作非常简单，对操作环境基本上没有要求，在室温甚至低温下也可以完成。并且可以通过调整反应条件, 精准控制接枝浓度、接枝率和接枝深度，实现精准化改性。

最重要的是，辐照接枝是通过放射性改性，整个过程都不会用到化学试剂，自然不会存在引发剂、催化剂等物质残留的问题。王静霞告诉动脉橙果局：“从目前的试验数据来看，经辐射接枝处理改性后的聚乳酸样品，基本上无细胞毒性，非常安全。”

不同稀释度浓度 PLA-g-PVP 浸提液、PLA 浸提液、阳性对照和阴性对照的细胞存活率

王静霞的创新并不局限于辐照接枝技术改性材料，她还尝试了一种新的纺丝方式——通过静电纺丝制作防粘连隔离膜。

所谓的“静电纺丝”是一种利用高压电场实现的一种纺丝技术。在纺丝过程中，辐照接枝改性后的聚合物会呈溶液状态，通过特质的金属针头中喷出，并覆盖到低电势的接收板上。

由于液体聚合物表面会产生大量的静电电荷，和接收板会产生静电排斥作用。排斥作用下，聚合物会被不断的被拉伸变细，直至成为仅5-1000nm的超细纤维，最终凝结形成聚合物纤维膜。

静电纺丝示意图

通过这样的工艺制作出的聚合物纤维膜拥有极好的的柔韧性和帖服性，同时也改进了高分子材料的降解方式。

首先，较好的柔韧性能够便于医生临床操作。因为患者的手术切口和器官、肌肉隔膜等之间的间隙是非常小的，且形状并不规整。如果防粘连隔离膜的柔韧性较差，医生在操作过程中就容易损坏隔膜，这样不但增加了医生的操作难度，也给患者带来了不必要的经济压力。而通过静电纺丝制成的防粘连隔离膜在受力后，也能保持尺寸均一，降低了破损的可能。

其次，防粘连隔离膜的帖服性会影响到患者术后恢复情况，这一点和和辐照接枝改善材料亲水性有异曲同工之妙。防粘连隔离膜越服帖，防粘连的效果就更好，患者恢复才会更快，同时也避免了二次手术的风险。据目前的试验数据显示，静电纺丝工艺制作的防粘连隔离膜在湿润的情况下，和组织贴合接触角为0°，能够实现完全贴合。

除此之外，静电纺丝工艺还创新了高分子材料的降解方法。传统高分子材料降解过程大多是在局部聚集乳酸，引起内部崩解。但这样的方式，极有可能因为乳酸聚集形成炎症反应。

虽然王静霞设计的防粘连隔离膜也是由高分子材料制成，同样需要聚集乳酸进行降解。但静电纺丝工艺制作出的纳米纤维是多孔结构，能够迅速的排解乳酸，能够有效减少非菌性炎症的形成，给患者提供舒适的就医体验。

王静霞表示：“静电纺丝在临床上有较大的优势，使用范围绝不仅限于防粘连隔离膜。未来，我们将继续探索静电纺丝工艺在其他领域的运用，争取解决更多医疗器械领域的临床痛点。”

目前，在医疗器械领域可降解高分子材料的运用已经比比皆是，但在二十年前，国内技术甚至在合成聚乳酸材料上都还存在困难。

2006年，四川省原子能研究院和俄罗斯卡尔波夫物理化学研究院签订了高分子材料合作项目，在两国实验室的通力合作下，聚乳酸合成的难关终于实现了突破。随后的二十年里，四川省原子能研究院一直发挥着自己在聚乳酸材料领域的领先作用，进一步开发着聚乳酸材料，特别是医疗器械方面的用途。正是依托这样的环境，王静霞才研究出了长效抗菌的防粘连隔离膜。

在院方和四川省科技厅的支持下，王静霞及其团队所研究的防粘连隔离膜，还申请获批了四川省支撑性项目，得到了充足的研究经费和良好的研究环境。但是，王静霞还是认为，得和企业合作才能直击市场痛点。

由于辐照接枝技术以及静电纺丝工艺都存在着较高的技术壁垒，所以王静霞选择合作伙伴最重要的指标就是就对方得有研发高端产品的能力。

目前看来，防粘连隔离膜的应用市场巨大，有较好的发展前景，但王静霞深知，防粘连隔离膜并不是以量取胜的普通医疗器械，较高的技术含量还需要合作者有一定的冒险精神。

王静霞说：“目前我们的防粘连隔离膜项目研究已经比较成熟了，我们对它也很有信心。但让医生改变长期的习惯，使用我们的隔离膜仍是一个挑战。因此，如何向医生推荐它并让医生接受，是我们目前最为关心的事，也是我们寻找合作伙伴的主要目的。”