内镜黏膜下剥离术中黏膜下注射材料的研究进展

叶晓森　季　峰



·综述·

内镜黏膜下剥离术中黏膜下注射材料的研究进展

叶晓森季峰

内镜黏膜下剥离术(ESD)已逐渐成为治疗消化道癌前病变及早期肿瘤的重要手段。在ESD术中通过黏膜下注射使黏膜隆起，形成方便且安全的切除空间，可降低手术难度及避免并发症的发生。因此，研究合适的黏膜下注射材料是ESD技术发展的重要环节。此文对近年来一些黏膜下注射材料的各方面性能进行综述，以期对这类材料的选择提供依据。

内镜黏膜下剥离术；黏膜下注射液；维持隆起时间

内镜黏膜下剥离术(ESD)是通过内镜下的微创操作将病变黏膜组织完整切除的一项新型技术，因其创伤小、并发症少、疗效可靠，目前已成为治疗消化道早期肿瘤的首选方式之一。而对术中黏膜下注射液的研究在ESD技术的进步中有着十分重要的地位。

1　ESD及黏膜下注射液的作用

ESD是在内镜下黏膜切除术(EMR)的基础上发展而来的，用于切除消化道早期浅表肿瘤的微创技术。ESD能实现较大病变的一次性剥离，且剥离的病变能提供完整的病理学诊断资料。ESD需要较好的内镜操作技术，但术中、术后还是可能出现出血、穿孔等严重的并发症，其发生率远高于EMR[1]。因此，如何避免或减少ESD术中并发症的发生是亟需解决的一个重要问题。为了避免术中出血，在ESD术中提供一个良好的手术视野十分关键；为了避免穿孔，黏膜下层有足够的操作空间也十分重要；这都可以通过注射合适、足够的黏膜下注射液来达到[2]。在切除过程中，黏膜下注射液可维持一定时间的隆起，将病变黏膜托起，形成一层保护性黏膜下液垫，使黏膜层与肌层分离，可起到避免破坏肌层及以下的组织，防止穿孔等并发症的发生。

2　经典的黏膜下注射液

在ESD开展的10余年中，各国医生和学者们尝试了许多种类的黏膜下注射材料，较经典的包括生理盐水、甘油果糖、透明质酸、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、纤维蛋白原等。生理盐水是最常用的黏膜下注射液，其缺点是很快被周围组织吸收而难以维持足够的隆起高度和时间[3]。甘油果糖是一种由10%甘油和5%果糖组成的高渗溶液，具有不易被黏膜快速吸收的特点[4]。透明质酸是一种黏弹性生物多聚糖，主要存在于结缔组织，有很高的黏稠度和储水能力，无抗原性且对人体完全无毒[5]，透明质酸黏膜下注射液的维持隆起时间较长但价格昂贵。羟甲基纤维素具有类似于透明质酸的黏弹性，一项对猪食管的研究显示其能维持较长时间的缓冲垫作用和可以忽略的组织反应，且较便宜、易获得[6]。纤维蛋白原是一种较为新型的黏膜下注射液，其黏稠的特性能形成较高的隆起高度，且其止血效果能提供一个较清晰的手术野[7]。Park等[8]采用离体猪胃注射的方式对几种较常用的黏膜下注射液进行了比较试验，结果发现生理盐水及甘油的维持隆起时间比其余6种注射液(0.5%透明质酸盐、0.25%透明质酸盐、HPMC、纤维蛋白原、1%藻酸盐、2.5%藻酸盐)短(P<0.05)，20 min后就下降到了初始高度的1/2，其余6种注射液之间差异无统计学意义。

3　新型黏膜下注射液进展

3.1PLGA-PEG-PLGA热致水凝胶溶液

PLGA-PEG-PLGA热致水凝胶溶液是一种新型高分子材料，在室温下是可以自由流动的液体，在体温下能在无化学反应的情况下转变为水凝胶。2014年Yu等[9]报道了将PLGA-PEG-PLGA热致水凝胶溶液作为黏膜下注射液用于ESD术的实验，先将其注射到猪的大腿内侧皮下，可观察到注射部位因为凝胶化(约30 s)而形成明显的椭圆形隆起，形状保持时间超过了1个月；之后进行了离体猪胃的黏膜注射实验，在同一离体猪胃上分别注射水凝胶、透明质酸和甘油果糖。结果显示水凝胶的隆起维持时间明显长于后两者，60 min后隆起灶的大小、外形和硬度仍未见明显变化，而后两者的隆起灶在15 min后逐渐塌陷，有明显差异；而在活体猪的黏膜下注射试验中，透明质酸和甘油果糖注射完毕15 min后黏膜隆起逐渐塌陷，而水凝胶形成的黏膜隆起灶的外形和清晰边界在30 min时均无改变，1周后仍清晰存在；活体猪ESD实验中，手术均十分成功，整个过程中无需任何重复注射，没有发生出血和穿孔等严重并发症，病理学检查未观察到除手术切缘以外的其他部位的黏膜和固有肌层的损伤，炎性反应仅位于浅层。

3.2藻酸盐溶液

藻酸盐是从海藻中萃取的天然化合物，在日本是一种广泛使用的食品添加剂。2014年Kusano等[10]将藻酸盐溶液作为黏膜下注射液进行了相关实验，结果显示0.3%～0.6%的藻酸盐溶液最适用于导管注射；而在黏膜抬举能力方面，通过与0.4%透明质酸盐、生理盐水以及不同浓度的自身对比，发现0.6%的藻酸盐溶液的黏膜抬举高度从开始注射到注射后30 min均明显高于其余溶液，差异有统计学意义(P<0.05)；组织损伤方面则与生理盐水无明显差异；此外对10例患者进行了临床试验，手术均十分顺利，术中黏膜抬举高度令人满意，手术视野清晰，术中、术后及随访中均未发生并发症。

3.3光交联壳聚糖水凝胶

2012年Kumano等[11]报道了一种新型黏膜下注射液——光交联壳聚糖水凝胶(PCH)，其在紫外线照射30 s后可转化为不溶性的胶体，从而可用于黏膜下注射；研究者选择透明质酸钠和高渗盐水作为对比，对24头活体猪进行试验，发现相比于高渗盐水和透明质酸钠，PCH提供了更长的隆起时间(P<0.05)及更清晰的边缘，从而使ESD手术操作时可以沿着更精确的边沿进行，减少了出血和穿孔等并发症的发生；术后胃镜下观察发现3组的ESD术后创口愈合情况无明显差异。以PCH作为黏膜下注射液相比于传统的高渗盐水在ESD手术中有许多优势，在经过紫外线照射变成凝胶后，PCH能使黏膜隆起维持约5 h，且不会渗透到周围组织中，而高渗盐水需要多次注射才能达到此效果，这大大提高了手术效率[12]。

3.4类弹性蛋白多糖

类弹性蛋白多肽(ELP)是通过基因合成的具有5肽重复序列弹性蛋白多肽类物质，其凝胶特性、生物可降解性和可注射性等特点让ELP有望成为一种优秀的黏膜下注射材料。2015年张续乾等[13]对ELP在ESD术中的应用进行了研究，在兔离体胃组织注射不同浓度的ELP及甘油果糖，对比结果显示注射后30 min内，0.05 g/mL、0.025 g/mL ELP维持黏膜隆起高度均大于甘油果糖，差异有统计学意义(P<0.05)；0.0125 g/mL ELP维持黏膜隆起高度与甘油果糖相比，差异无统计学意义(P>0.05)；0.005 g/mL ELP维持黏膜隆起的高度小于甘油果糖，且差异有统计学意义(P<0.05)；ELP注射部位周围组织中无明显炎性细胞浸润，亦无明显组织细胞坏死。

3.5自体血液

2012年Wen等[14]报道了使用自体血液作为黏膜下注射液与生理盐水的对照实验，自体血液具有一定黏性，吸收和扩散均较慢，利于长时间维持黏膜隆起，血液中含有的凝血因子和纤维蛋白还可帮助减少术中出血；研究者在活体猪胃分别注射自体血浆及生理盐水，结果显示自体血浆的维持隆起时间明显长于生理盐水，且术后组织水肿广泛程度明显小于生理盐水组(P=0.011)；但在组织撕裂程度上，生理盐水要好于自体血浆(P=0.008)。2012年施言等[15]报道了采用自体血作为黏膜下注射液的人体试验，结果显示相比于生理盐水，黏膜下注射自体全血和血浆可更有效减轻组织水肿和充血，降低病灶周围组织的损伤程度，有利于术后溃疡的愈合；并可有效分离黏膜层和肌层，维持良好持久的隆起效果，有利于减少内镜手术时间，减少穿孔、出血等并发症发生。

3.6其他新型黏膜下注射液

其他的新型黏膜下注射液的研究包括：新一代血浆代用品——中分子羟乙基淀粉(贺斯)[16]；Uraoka等[17]将二氧化碳作为黏膜下注射物并与生理盐水、透明质酸进行了比较，发现隆起时间明显长于后两者(P<0.05)，且组织病理学未发现明显组织损伤；Cook Medical公司的新型胶质(成分未知)，使用后基本无出血、穿孔等并发症发生[18]。

4　展望

综上所述，学者们为寻找理想的黏膜下注射液进行了大量的研究，得到的结果也是可喜的。新型黏膜下注射液在延长维持隆起时间、有效分离黏膜层及肌层、降低手术难度、避免并发症发生等方面有着各自的优势。其中PLGA-PEG-PLGA热致水凝胶和壳聚糖水凝胶是高科技化合物，有着较大的发展前景；而藻酸盐溶液是天然提取的，效果良好且价格低廉，也是一个很好的研究方向。相信随着新型材料的不断研发，黏膜下注射液的相关研究一定会取得巨大的进展。

1 张蓉, 徐国良. 内镜黏膜下剥离术治疗早期胃肠道肿瘤并发症及其处理[J]. 中华肿瘤防治杂志, 2009, 16: 1036-1039.

2 Saito I, Tsuji Y, Sakaguchi Y, et al. Complications related to gastric endoscopic submucosal dissection and their managements[J]. Clin Endosc, 2014; 47: 398-403.

3 Conio M, Rajan E, Sorbi D, et al. Comparative performance in the porcine esophagus of different solutions used for submucosal injection[J]. Gastrointest Endosc, 2002, 56: 513-516.

4 陈文习, 蔡丽. 甘油果糖和美蓝在消化道息肉切除中的应用[J]. 现代消化及介入诊疗, 2011, 16: 52-53.

5 Uraoka T, Fujii T, Saito Y, et al. Effectiveness of glycerol as a submucosal injection for EMR[J]. Gastrointest Endosc, 2005, 61: 736-740.

6 Feitoza AB, Gostout CJ, Burgart LJ, et al. Hydroxypropyl methylcellulose: a better submucosal fluid cushion for endoscopic submucosal dissection[J]. Gastrointest Endosc, 2003, 57: 41-47.

7 Hyun JJ, Chun HR, Chun HJ, et al. Comparison of the characteristics of submucosal injection solutions used in endoscopic mucosal resection[J]. Scand J Gastroenterol, 2006, 41: 488-492.

8 Park S, Chun HJ, Kim CY, et al. Electrical characteristics of various submucosal injection fluids for endoscopic mucosal resection[J]. Dig Dis Sci, 2008, 53: 1678-1682.

9 Yu L, Xu W, Shen W, et al. Poly(lactic acid-co-glycolic acid)-poly(ethylene glycol)-poly(lactic acid-co-glycolic acid) thermogel as a novel submucosal cushion for endoscopic submucosal dissection[J]. Acta Biomater, 2014, 10: 1251-1258.

10 Kusano T, Etoh T, Akagi T, et al. Evaluation of 0.6% sodium alginate as a submucosal injection material in endoscopic submucosal dissection for early gastric cancer[J]. Dig Endosc, 2014; 26: 638-645.

11 Kumano I, Ishihara M, Nakamura S, et al. Endoscopic submucosal dissection for pig esophagus by using photocrosslinkable chitosan hydrogel as submucosal fluid cushion[J]. Gastrointest Endosc, 2012, 75: 841-848.

12 Ishihara M, Kumano I, Hattori H, et al. Application of hydrogels as submucosal fluid cushions for endoscopic mucosal resection and submucosal dissection[J]. Artif Organs, 2015, 18: 191-198.

13 张续乾, 赵明星, 董魁, 等. 类弹性蛋白多肽黏膜下注射在内镜黏膜下剥离术中的应用研究[J]. 国际生物医学工程杂志, 2015, 38: 40-44.

14 Wen W, Shi C, Shi Y, et al. A pilot animal and clinical study of autologous blood solution compared with normal saline for use as an endoscopic submucosal cushion[J]. Exp Ther Med, 2012, 4: 419-424.

15 施言, 文卫, 史传兵, 等. 经内镜黏膜下注射自体血溶液用于EMR和ESD的临床研究[J]. 湖北民族学院学报: 医学版, 2012, 29: 4-8.

16 吕历. 中分子羟乙基淀粉作为EMR/ESD中黏膜下注射材料[D]. 深圳: 广东医学院附属深圳南山医院, 2012.

17 Uraoka T, Kawahara Y, Ohara N, et al. Carbon dioxide submucosal injection cushion: an innovative technique in endoscopic submucosal dissection[J]. Dig Endosc, 2011, 23: 5-9.

18 Chandrasekhara V, Sigmon JC Jr, Surti VC, et al. A novel gel provides durable submucosal cushion for endoscopic mucosal resection and endoscopic submucosal dissection[J]. Surg Endosc, 2013, 27: 3039-3042.

(本文编辑：林磊)

310013杭州，浙江大学医学院附属第一医院消化内科

季峰，Email: jifeng1126@sina.com

10.3969/j.issn.1673-534X.2016.04.013

2016-01-30)