腹腔镜手术中组织结扎夹作为关键器械，通过简化手术操作，为传统缝合技术提供了具有显著优势的替代方案。Hemolock结构的组织结扎夹在临床使用中表现出良好的优势，然而其使用的聚甲醛（POM）材料不可降解，通过合理的筛选与调控使医用降解高分子材料同时具备强度与韧性，满足Hemolock结构组织结扎夹对闭合强度、回弹性、降解性与生物相容性的综合要求，仍是医用降解高分子的一项挑战。

  四川大学何斌教授与成都大学高文霞教授合作，创新性地设计了一种具有“无规-嵌段”结构的新型医用降解高分子共聚物，利用无规与嵌段两种分子结构的结合，实现了降解高分子材料的强度与韧性的协同（图1）。经注塑成型的可吸收组织结扎夹（CLIP75-RB）成功实现了闭合夹在闭合强度、回弹和降解性能以及生物相容性的要求，在兔的单侧肾切除术中，表现出优异的综合效果。

  该工作以“Tailored Biodegradable Copolymers with Random-Block Architecture for High-Performance Absorbable Tissue Ligation Clips”为题发表在Advanced Materials上（Adv. Mater. , DOI: 10.1002/adma.202517245）。四川大学生物材料中心博士生赵泉为第一作者，何斌教授和成都大学高文霞教授为共同通讯作者。

图1 新型可吸收组织结扎夹的材料设计及应用示意图。

  ε-己内酯（CL）与L-丙交酯（LLA）作为一类具有良好生物安全性的单体材料，在可吸收医疗器械领域已有广泛应用。本论文通过开环共聚分别合成无规共聚物（PLCL：PLC75-R）、嵌段共聚物（PCL-b-PLLA：PLC75-B）以及一系列无规-嵌段共聚物（PLCL-b-PLLA：PLC80-RB、PLC75-RB、PLC70-RB），通过核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱以及凝胶渗透色谱共同验证了PLCL-b-PLLA的“无规-嵌段”结构（图2）。在力学表征中，PLCL-b-PLLA表现出优于相应无规共聚物的强度，相较于嵌段共聚物其柔韧性亦得到提升，表明PLCL-b-PLLA是一种在强度与韧性之间取得有效平衡的理想结扎夹材料（图3）。

图2 PLCL、PCL-b-PLLA 及 PLCL-b-PLLA 共聚物的结构表征。

图3 共聚物的力学拉伸性能与断面形貌。

  为系统筛选适用于新型可吸收组织结扎夹的“无规-嵌段”共聚物配比，研究团队通过注塑成型工艺制备了三种不同组成比例对应的结扎夹（CLIP80-RB、CLIP75-RB、CLIP70-RB）。图4展示了三种结扎夹的闭合性能与回弹性能测试结果。CLIP80-RB、CLIP75-RB和CLIP70-RB的抗张力分别为15.25?±?2.46?N、12.04?±?1.39?N和6.80?±?1.26?N，三者均高于5N的结扎夹闭合力标准。考虑到可吸收材料在降解过程中力学性能会逐渐下降，CLIP80-RB与CLIP75-RB所提供的更高闭合力可为手术提供更充分的安全保障。爆破强度测试显示，三种结扎夹的爆破强度均超过人体正常血压的三倍（50?kPa），满足体内使用的力学要求。在回弹性能方面，CLIP75-RB与CLIP70-RB表现出更快的回弹速度，在连续7次施压-释放疲劳测试后仍能保持有效回弹，并可稳定锚定于施夹钳上，显示出更优的操作稳定性；而CLIP80-RB因回弹较慢，在测试过程中出现脱落现象。这些结果表明，CLIP75-RB满足组织结扎夹的闭合性能和回弹性能的双重要求，因此最终确定了 PLC75-RB 作为最佳材料。后续研究工作则重点围绕PLC75-RB共聚物及其对应的CLIP75-RB结扎夹，系统开展降解性能、生物相容性及体内功效的进一步评价。

图4 组织结扎夹的闭合性能及回弹性能

  图5展示了PLC75-RB及CLIP75-RB的体外降解情况。在体外降解过程中，CLIP75-RB的闭合强度逐渐下降。其闭合力在第三周时降至9.04?±?1.46?N，在第四周时降至5.70?±?1.52?N，但仍高于5?N的最低要求均值。在爆破强度方面，CLIP75-RB在第三周时仍能达到223.2?±?12.9?kPa的爆破强度，然而在第四周，有两枚夹子在施夹过程中发生断裂，剩余夹子的爆破强度为122.9?kPa，仍高于50?kPa的临床安全阈值。随着降解时间的延长，PLC75-RB 材料及 CLIP75-RB 结扎夹的形貌、质量与化学组成均发生变化。共聚物中CL单元的比例持续下降，这主要源于CL单元的无规分布显著降低了材料局部的结晶度，从而促进了水分的渗透与水解断链过程，使CL单元成为PLCL-b-PLLA共聚物中主要发生降解的位点。该结构特性有效缩短了整体降解周期（纯PCL的降解周期比PLLA长，约2-3年），突显了无规-嵌段共聚物在实现可控降解性能方面的优势。

图5 PLC75-RB及CLIP75-RB的体外降解行为。

  基于大鼠皮下植入模型，系统评价了PLC75-RB材料及CLIP75-RB结扎夹在体内的降解行为与生物相容性（图6）。结果表明，其在形貌、质量及化学组成方面的变化均与体外降解特征相符。皮下植入实验显示，两种植入物周围均未出现红肿热痛等急性炎症反应，亦无脓肿或组织坏死现象。组织学分析进一步表明，周围纤维囊仅见轻度炎性细胞浸润，程度与对照组（POM）相当，体现出良好的生物相容性。在CLIP75-RB组植入第16周的样本中，可观察到结扎夹降解形成的碎片状残骸，且这些碎片与周围组织之间仍保持良好的相容性。

图6 PLC75-RB及CLIP75-RB的体内降解及生物相容性。

  基于兔的单侧肾切除手术模型，CLIP75-RB结扎夹展现出合格的组织结扎功能（图7）。在手术过程中，CLIP75-RB结扎夹与施夹钳配合操作顺畅，夹闭过程中未出现脱落现象。结扎夹成功实现了对肾动脉、肾静脉及输尿管的有效阻断。所有实验兔在手术期间均存活，表明CLIP75-RB在体内能够保持对血管及输尿管的有效封闭，未发生因夹子滑移或闭合不全导致的致命性出血。结扎夹在植入后2周内保持结构完整，未见断裂迹象。第4周时，尽管夹子主体结构依然完整，但在取样过程中因外部作用力出现了局部断裂。到第8周，结扎夹已呈现明显的整体崩解，表明材料进入显著降解阶段。该结果证明，CLIP75-RB的降解进程与血管愈合时间线高度匹配，在关键的2–4周愈合期内提供可靠的血管闭合，随后逐步降解，从而保障术后疗效及长期安全。

图7 CLIP75-RB在兔单侧肾切除术中的体内功能评估。

  综上，本研究通过设计具有“无规-嵌段”分子结构的医用降解共聚物PLCL-b-PLLA共聚物，实现了PLCL链段柔韧性与PLLA链段高强度的有效协同。在合成的系列材料中，PLC75-RB表现出区别于传统无规或嵌段共聚物的均衡性能，其对应的结扎夹CLIP75-RB展现出良好的闭合性能和回弹性能，在约4周内保持稳定闭合，随后逐步降解，实现了功能性与降解性的良好匹配。这证明PLC75-RB是一种具有临床应用潜力的新一代可吸收组织结扎夹材料，同时PLCL-b-PLLA共聚物平台也为其他可吸收医疗器械的开发提供了新的设计思路与材料基础。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202517245