第2411期：多文速览：消化道医疗器械和生物材料的技术创新
本期话题：医疗器械，生物传感器，消化内镜，显微成像，胰腺炎，AI，环保，胃功能障碍，生物材料，类器官
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01月07日

暨南大学Nature子刊：新型内镜或可监测疾病状态下血氧饱和度

Nature Communications [IF:17.694]
① 开发了一种基于光纤技术的小型化、高灵敏度超声传感器，灵敏度比同尺寸压电传感器高两个数量级，有极好抗干扰能力，能在探头快速旋转时稳定工作；② 内窥镜成像探头直径为2毫米（内含两根光纤），用于引导脉冲激光和探测生物组织的超声信号；③ 内窥镜可清晰地展示大鼠动静脉分布，发现不同位置肠道血管形态与血氧饱和度有不同分布特征；④ 在急性炎症状态下，内窥镜观察到大鼠的肠道壁血管发生充血效应，血管密度和血红蛋白浓度增加。
【主编推荐语】现有的医用内窥镜仅能观察浅层微血管结构，但不具备血氧饱和度、血流速度等功能信息的获取能力，难以满足临床需求。近日，暨南大学光子技术研究院关柏鸥、金龙、暨南大学附属第一医院黄卫及团队在Nature Communications发表最新研究，开发了一种小型化、高灵敏度、新型内窥镜技术，不仅能以高空间分辨率获得血管结构，还能实时监测疾病状态下血氧饱和度分布的变化过程，为消化道微循环监测提供了一种新的影像学手段，值得关注。（@九卿臣）
Optical-resolution functional gastrointestinal photoacoustic endoscopy based on optical heterodyne detection of ultrasound
2022-12-09, doi:10.1038/s41467-022-35259-5
延伸阅读： 【BioMed科技】
内窥镜 Yizhi Liang Long Jin Wei Huang Bai-Ou Guan
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Nature子刊：柔性超薄全息内镜可对未染色生物组织进行成像

Nature Communications [IF:17.694]
① 开发了一种全柔性超薄纤维内窥镜，可拍摄未染色组织的3D全息影像，分辨率可达0.85微米；② 基于直径200微米的裸纤维束，设计了无透镜傅里叶全息成像结构，用于选择性地检测生物组织的弱反射（无标记内镜反射成像的关键步骤）；③ 同时开发了一种无需标定的全息影像重建算法，无论纤维弯曲与否，均可在狭窄弯曲的通道中进行成像；④ 利用该技术，可对传统内镜无法检测的未染色大鼠肠道组织进行内镜成像。
【主编推荐语】超薄无透镜纤维内窥镜可用于微创检查，但其通常是刚性的，且需要进行荧光标记，导致其难以用于临床诊断中。Nature Communications上发表的一项最新研究结果，开发了一种柔性超薄全息内镜，可对传统内镜无法检测的的未染色大鼠肠道组织进行成像。（@aluba）
Flexible-type ultrathin holographic endoscope for microscopic imaging of unstained biological tissues
2022-08-02, doi:10.1038/s41467-022-32114-5
延伸阅读： 【ScienceDaily】
内镜 柔性超薄全息内镜 研究论文 基础研究 Wonjun Choi Munkyu Kang Youngwoon Choi Wonshik Choi
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Nature子刊：新型生物传感器帮助你实时监控肠道代谢

Nature Communications [IF:17.694]
① 建立微芯片实现对葡萄糖生物燃料电池的有效控制从而保证胶囊传感器不需要电池供电；② 通过体外模拟实验，提高了葡萄糖生物传感器对葡萄糖的特异性，有效排除了干扰化合物交叉反应性，进而通过分析在频率数据的扩展监控期间的变化率，确定了观察的最小阈值；③ 在猪身上进行的原位实验，有效的检测到口服溶液不同葡萄糖浓度的差异，成功的实现了对小肠葡萄糖的实时监测。
【主编推荐语】消化道疾病是非常常见的人类疾病，严重影响了人类的健康。但是由于消化道中代谢的动态复杂性，对于消化道疾病的精确诊断和治疗有赖于对其特定区域的实时监测，而目前人们尚没有太好的手段实现对小肠内部的代谢监控。近期一篇发表在Nature Communications上的研究报道了来自美国加州大学圣地亚哥分校一个课题组的最新研究成果。他们发明了一种无需电池的，可摄入的无线生物传感系统，可以用于实时监测小肠中的代谢变化。通过在猪体内的研究检测了该传感器的有效性和准确性，为进一步在临床的应用提供了重要的技术发明和科学证据。（@Zhonghua）
A self-powered ingestible wireless biosensing system for real-time in situ monitoring of gastrointestinal tract metabolites
2022-12-01, doi:10.1038/s41467-022-35074-y
延伸阅读： 【Medical Xpress】 【奇物论】 【Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology】
生物传感器 自供电 可摄入胶囊 小肠代谢 研究论文 基础研究 医学研究 动物实验 猪小肠 动物 消化道疾病 Ernesto De la Paz Nikhil Harsha Maganti Alexander Trifonov Itthipon Jeerapan Joseph Wang Patrick P Mercier
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Science子刊：新设备或可分类慢性恶心及呕吐综合征患者

Science Translational Medicine [IF:19.319]
① 纳入43名恶心呕吐综合征(NVS)患者及对照，发现患者体表胃标测(BSGM)异常且主导频率方差更大、肌电活动不稳定等；② 根据BSGM将患者分为两组，正常患者焦虑评分增加，心理共病增加，其指标与症状严重程度相关，与BSGM不相关；③ 异常患者主频标准差更高，正常胃频百分比低，空间频率稳定性低且光谱和空间指标显著受损，BSGM指标与症状严重程度相关与焦虑抑郁不相关；④ 该发现可将胃功能障碍患者与其他病因患者区分开，改善NVS患者临床管理。
【主编推荐语】慢性恶心呕吐综合征（NVS）是一种常见的使人虚弱的疾病，推测的机制包括胃神经肌肉疾病和脑肠相互作用的失调，但缺乏客观定义胃运动功能的临床试验。Science Translational Medicine近期发表的文章，开发了一种能够实现无创体表胃地形图（BSGM）的医疗设备，并应用于评估NVS病理生理学。研究发现NVS患者虽然具有重叠的症状，但根据BSGM可将其分为不同的潜在表型，这些表型与症状相关，可为临床管理和治疗试验的设计提供参考。（@章台柳）
Gastric dysfunction in patients with chronic nausea and vomiting syndromes defined by a noninvasive gastric mapping device
2022-09-21, doi:10.1126/scitranslmed.abq3544
延伸阅读： 【Medical Xpress】
慢性恶心及呕吐综合征 无创胃定位器 胃功能障碍 Armen A Gharibans Stefan Calder Greg O'Grady
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Nature子刊：早期胃肠道泄漏的智能诊疗水凝胶

Nature Communications [IF:17.694]
① 通过自由基聚合法制备获得模块化水凝胶贴片，包括非粘性背衬外层和由粘附层和内部的传感器及治疗元件组成的组织接触层；② 粘附层表现出良好的组织粘合性，非粘性背衬不会造成粘连，传感器基于肠液胰酶消化气囊或者pH变化产生CO2造成超声信号变化检测；③ 贴片表现出良好生物相容性，在模拟胃肠液中表现出贴片层协同作用以及传感响应；④ 在仔猪模型体内验证了缝合缺口的可靠检测以及有效密封，pH传感元件在15分钟就可检测到缝合缺口信号。
【主编推荐语】这是发表在Nature Communications上的一份工作。作者通过自由基聚合法制备出一种用于胃肠道术后缝合创口的诊疗水凝胶贴片。该贴片包括可防止术后粘连的非粘性背衬，以及具备组织粘附密封能力的粘附层，粘附层内又包括传感元件和治疗元件，传感元件分为响应胰酶的内含气体的蛋白质囊体和响应低pH产生二氧化碳的碳酸氢钠两种，治疗元件为氧化锌或庆大霉素等预防细菌感染的杀菌剂。这种水凝胶贴片通过超声信号检测气体变化，内部粘附层可实现创口密封防止泄漏，同时整体表现出良好的生物相容性。在体内外模型中均表现出良好的检测和密封性能，其中胰酶响应元件约3小时可检测到缝合缺口，而pH响应元件在15分钟即可快速检测到缝合缺口。（@Johnson）
Modular stimuli-responsive hydrogel sealants for early gastrointestinal leak detection and containment
2022-11-27, doi:10.1038/s41467-022-34272-y
延伸阅读： 【EngineeringForLife】
生物材料 Alexandre H C Anthis Inge K Herrmann
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Nature子刊：利用人源细胞搭建类器官的生物工程技术

Nature Protocols [IF:17.021]
① 文章提出一种利用患者来源的材料来进行反应器培养，利用生物工程获得人小肠移植体；② 这个机制包括患者小肠器官和成纤维细胞的分离、增殖，人体小肠支架脱细胞再生，再提供一个体系进行再细胞化形成可移植支架；③ 整个操作步骤大约104步，约需要12周；④ 上述生物工程获得的小肠粘膜移植体包括生理上的小肠绒毛，基质和附近生态位；⑤ 该生物工程小肠器官可初步实现人体内环境模拟，为药物再生和人体胃肠道疾病研究提供重要工具。
【主编推荐语】组织干细胞的增殖和分化，以形成微小器官，可以发挥相应生理功能。但是作为形成器官的支架的选择一直困扰着广大研究者。现有支架存在相容性小、规模限制等弊端。本文提出利用患者来源的组织/细胞，进行生物工程培养，进而诱导分化形成“人源“性的生理支架，或许可以打破上述限制，为医药研发和人体胃肠道研究提供重要工具。（@Bingbing）
Bioengineering human intestinal mucosal grafts using patient-derived organoids, fibroblasts and scaffolds
2022-10-19, doi:10.1038/s41596-022-00751-1
人类器官 成纤维细胞 组织工程 人类胃肠疾病 组织再生 Laween Meran Lucinda Tullie Paolo De Coppi Vivian S W Li
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在息肉切除后的患者中，AI辅助的结肠镜检查增加需要强化监测的比例

Clinical Gastroenterology and Hepatology [IF:13.576]
① 总结9项随机对照试验的结果，共包含5796名患者，其中2894名接受AI辅助的结肠镜检查，2902名接受无AI辅助的结肠镜检查；② 根据美国指南，无AI辅助的结肠镜检查组中建议进行强化监测的患者比例为8.4%，而AI辅助的结肠镜检查组的这一比例显著升高为11.3%；③ 根据欧洲指南，无AI辅助的结肠镜检查组中建议进行强化监测的患者比例为6.1%，而AI辅助的结肠镜检查组的这一比例显著升高为7.4%。
【主编推荐语】Clinical Gastroenterology and Hepatology上发表的一项最新研究，总结了9项随机对照试验的结果，在5796名接受息肉切除的患者中，人工智能（AI）辅助下的结肠镜检查显著增加了需要强化监测的比例，这可能有助于更好地预防结直肠癌，但也增加了患者负担及医疗成本。（@aluba）
Impact of Artificial Intelligence on Colonoscopy Surveillance After Polyp Removal: A Pooled Analysis of Randomized Trials
2022-08-26, doi:10.1016/j.cgh.2022.08.022
人工智能 研究论文 结肠镜检查 肠息肉切除术 Yuichi Mori Pu Wang
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指南更新：复发性急慢性胰腺炎的内镜治疗

Gastroenterology [IF:33.883]
① 超声内镜是诊断急性或复发胰腺炎的首选，磁共振成像和磁共振胰胆管造影可作为补充；② 内镜逆行胰胆管造影术（ERCP）对降低胰腺炎发作频率的作用有争议；③ 疼痛阻塞性慢性胰腺炎患者的长期治疗应考虑手术；④ 主胰管小结石可通过胰管造影和常规取石术治疗，大结石需体外冲击波碎石；⑤ ERCP支架置入是治疗慢性胰腺炎引起的良性胆管狭窄的首选方法，延长支架治疗对重塑主胰管狭窄有效；⑥ 腹腔神经丛阻滞或可用于衰弱性疼痛且其他措施无效的患者。
【主编推荐语】内镜在复发性急性胰腺炎和慢性胰腺炎患者的诊断和管理中发挥着不可替代的作用。近日，美国胃肠病学会（AGA）在Gastroenterology发表文章，系统总结该领域最新的随机对照试验、观察性研究、系统性综述和荟萃分析结果，并更新了临床实践指南，旨在为临床医生提供关于内镜治疗复发性急性胰腺炎和慢性胰腺炎的重要参考。（@芥末）
AGA Clinical Practice Update on the Endoscopic Approach to Recurrent Acute and Chronic Pancreatitis: Expert Review
2022-08-22, doi:10.1053/j.gastro.2022.07.079
胰腺炎 指南 综述 内镜治疗 Daniel S Strand Ryan J Law Dennis Yang
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绿色内窥镜检查实践共识

Gut [IF:31.793]
① 根据“3R”原则（减少、再利用与回收），可开发替代检查手段、实施严格循证转诊来减少不必要的消化道内窥镜检查（GI Endoscopy）；② 手术与前后清消产生的一次性废品及废水、废气排放有明确的环境危害，应开发新手段将环境影响最小化；③ 可通过无纸化办公、废品回收再利用等多种措施推动GI Endoscopy术中及术后的环境可持续性；④ 医护人员需与环保主义者、经济学家等多方合作，共同推进GI Endoscopy的环境可持续性设计。
【主编推荐语】胃肠道内窥镜检查（GI Endoscopy）消耗大量资源并产生温室气体、废物、废水。因此Gut近期发表的文章对可持续绿色内窥镜检查如何实施进行了探讨并达成学界共识。（@好雨）
Green endoscopy: British Society of Gastroenterology (BSG), Joint Accreditation Group (JAG) and Centre for Sustainable Health (CSH) joint consensus on practical measures for environmental sustainability in endoscopy
2022-10-13, doi:10.1136/gutjnl-2022-328460
绿色内窥镜检查 共识 其他 Shaji Sebastian Anjan Dhar
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美国消化领域多学会针对环境可持续发展的战略计划

Gastroenterology [IF:33.883]
① 美国消化领域学会发布了其针对环境可持续发展的战略计划；② 计划目标如下：设计和建立减少浪费和碳排放的可持续临床实践，提升学会成员和患者对气候变化和消化健康可持续发展意识，提高对气候变化和消化健康研究的支持，组织全社会环境可持续发展活动，提升国内和国际消化学会对可持续发展的支持，致力于开发环境友好的产品，大力宣传可持续发展理念；③ 2023年建立工作组并进行战略规划，2024-2027年汇报进展对战略计划进行更新。
【主编推荐语】随着气候危机问题的进一步加重，不仅对整个生态系统带了了严重的后果，人类健康面临着更为严峻的挑战。人类活动不仅仅对气候造成了影响，也给地球的整个生态带来了更深的变化。为了避免气候和地球生态的进一步恶化，美国肝病学会、美国胃肠病学会，美国胃肠病协会以及美国消化内镜学会联合提出了其针对环境可持续发展的战略计划。该战略计划发表在Gastroenterology上，针对性的提出了临床、教育、研究、社会、学会、产业和宣传等各个领域的总体战略目标和年度进展目标。（@Zhonghua）
GI Multisociety Strategic Plan on Environmental Sustainability
2022-10-18, doi:10.1053/j.gastro.2022.09.029
消化领域 可持续发展 气候危机 战略计划 其他 医学研究 基础研究 社会发展 Heiko Pohl M Bishr Omary
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