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神奇的仿生胶水:20 秒内迅速止住大出血且无需缝合

未知 2019-06-12 11:28

这是一种能在数十秒内愈合致命伤口的 " 神奇 " 胶水,未来有望在伤者无法立即获得医疗救助的时候拯救他们的生命,并在临床上广泛应用。

研究人员在动物实验(猪模型)中对这种新型仿生胶水进行了测试,发现这种凝胶状物质在被紫外线激活后 20 秒内,就能将组织创口封闭起来。据介绍,这种仿生胶水有着良好的应用前景,可以用来阻止病人在心脏手术中流血致死,或者用于医疗条件有限的紧急情况(如战争和恐怖袭击)中快速治疗伤者。

在一段演示视频中,实验者首先将仿生胶水涂在猪肝的一个创口上,然后用手持紫外灯照射,使仿生胶水 " 激活 ",并迅速封闭伤口。这种仿生胶水由水、明胶和注射到受伤组织中的混合化学物质组成。一旦被激活,仿生胶水会迅速凝固,形成防水密封,阻止血液和其他液体渗出。研究人员表示,这种仿生胶水甚至对湿组织也有效,因此不需要缝合伤口。

浙江大学医学院等单位的研究团队在 5 月 14 日的《自然 · 通讯》(Nature Communications)上报告了这项创新成果,他们表示,这种材料的应用范围很广,从外科手术到战场,从灾难现场到到意外事故,都可以利用这种仿生胶水对伤口进行紧急处理。

" 无法控制的出血是外科手术和重大创伤后的面临的一大问题," 论文作者、浙江大学医学院的欧阳宏伟教授说," 现有的凝血物质不能很好地控制外伤性动脉出血和心脏伤口的出血,因为它们对潮湿和移动组织的粘附力较弱。" 欧阳宏伟教授是浙江大学医学院的副院长和博士生导师,主要研究方向是干细胞与再生医学、运动医学、组织工程学和生物医用材料。

到目前为止,医用凝胶的强度还不足以承受心脏或主要血管的泵血压力。" 这种触发式的水凝胶就像橡胶一样。我们甚至可以说它像一个结缔组织," 欧阳教授补充道," 在紫外线照射下,组织—水凝胶界面上的有机化合物与组织蛋白的氨基发生反应,形成牢固的连结。水凝胶的成分和机械性能模拟了人体的软组织。"

在初步动物实验中,研究人员选择了猪作为实验模型,因为它们的器官大小和人类的差不多。据论文介绍,这种凝胶能够在 20 秒内封闭猪颈动脉上宽 4~5 毫米的切口和心脏上直径达 6 毫米宽的穿孔。这种封闭也是防水的,不需要缝合。

欧阳教授表示,在紫外线照射下,这种水凝胶材料可以用在完全无缝合的伤口快速闭合中,并成为一种很有前景的仿生胶水,用于外科手术和紧急凝血。在进一步的实验中,使用水凝胶的外科手术无需缝针就能修复猪的心脏。其中三只猪接受了为期两周的观察,它们完全康复,没有任何异常或副作用。

欧阳教授希望这项技术能在三年内用在人类身上。" 这种胶水可能在三到五年内就能用于人体外科手术。目前的医用凝胶产品无法处理心脏出血," 他说," 这种仿生胶水模拟了细胞的支持结构,即所谓的‘细胞外基质’,一种由蛋白质和其他分子组成的复杂结构。"

理想的胶粘剂不仅要求对湿组织有较强的粘附力,而且需要有很高的强度,能对抗较高的血压和心脏的剧烈跳动,然而目前很少有无毒材料能符合这些标准。研究人员正计划进行更多的实验,进一步评估这种放生胶水是否具有潜在毒性,确保能够安全地在人体中应用。

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