医学黑科技 |“神奇胶水”颠覆传统绷带,可数秒内快速止血!

发布时间:2019-05-23

我们知道东西开裂了,

可以用胶水粘起来继续使用,

那么人的伤口能不能也像东西开裂一样,

涂点胶水,伤口就能自动愈合呢?


功能化的即时止血和封闭伤口,

是临床上一个巨大的需求。

现在,这个梦想照进了现实。

近日,浙江大学欧阳宏伟教授团队发明了一种 新型水凝胶Matrix Gel,能够有力粘附于湿润器官组织表面,在光的控制下迅速成胶,快速修补动脉、心脏等创口,并耐受住血液流动或心脏收缩时产生的压力。

这一神奇“胶水”的止血效果,目前已在猪等大型动物上获得了证实,相关论文发表于《自然·通讯》杂志。中科院院士刘昌盛认为,该研究完美地解决了医用组织胶水在动态、湿性、大出血组织截面处的止血和封闭问题。


在湿滑的表面,牢牢粘附


    湿,是普通胶水的 “克星”。我们都有在墙上粘一个不干胶挂钩的经验,要保证挂钩粘得牢固,墙面必须干燥无尘。墙面有水,挂钩就粘不住。而人体环境湿的,尤其是血管破裂处,流动的血液冲击伤口,普通的‘胶水’还没粘碰上可能就被冲走。

这种全新的水凝胶 Matrix Gel,它的主要成分为明胶 (GelMa)和光板机分子修饰的透明质酸(HA-NB),对光敏感。只要光 “一声令下”,这种材料就迅速进入成胶阶段,长出两层网络结构,从流动的液态变相为固态。


首先是明胶上的双键自行交联,产生第一层网络;同时,HA-NB 的醛基与明胶上的氨基酸产生交联,形成第二层网络。双层网络极大的提升了材料的力学性能,变得更抗压。 


更令人惊喜的是,HA-NB 的光生醛基还能与组织界面的氨基反应,形成共价键,“醛基就像胶水伸出的一双手,牢牢地抓住组织表面。

这一创造性的设计,让 “胶水” 就能在活动的、湿面的组织上应付自如。实验表明,补心“胶水”的粘附力可以抵抗 290mmHg的压力,远高于常规收缩血压 ( 60–160mmHg)。


猪心破裂修复实验,成功了

猪的心脏大小与结构与人的心脏最为接近,跳动心脏大出血是目前最难止的血。研究人员在猪搏动的心脏上穿了一个6毫米直径的孔,鲜血喷溅而出。这时,研究人员在伤口挤入 Matrix Gel,再用一束紫外光进行照射,几秒钟之内,血止住了。

     在无需缝合的状态下,创口得到了完美闭合,术后,研究小组对参与实验的猪进行了为期两周的恢复期检测,均未发现手术导致的任何异常。


从动物实验的角度来说,这是心脏外科止血的一次革新。在此之前,研究团队已经在猪肝脏大面积出血,猪颈动脉破裂等情况下测试 Matrix Gel 的性能,均显示了良好的修补性能。

除了湿面修补这一挑战外,新型的水凝胶还体现了一定的强度。这种胶水能抵抗血液压力和心脏跳动的收缩压,同时,受紫外光控制的成胶过程,也让修补过程变得易于操控

本研究使天然生物大分子材料获得了快速成胶性能,较强的湿面组织粘附性能,较强的力学性能同时具有良好的生物相容性和降解性能,同时解决了上述4大挑战。


Matrix Gel前驱体粘度低,可注射,使用方便,可用于创伤快速止血、开放性手术和微创内镜手术止血及创口封闭等场景,无需缝合操作,是理想的医用胶水材料。


Matrix Gel 是通过对 FDA 认证的天然蛋白和多糖进行改性而来,具有很好的生物相容性,有可能用于其他很多组织修复。由于这种材料方便注射,这为体外进行内组织修复提供了可能。


对于动脉和主要脏器大出血没有有效的快速止血手段,很多时候我们能做的只有等待。希望这项技术能够早日走向临床,解决外科手术普遍的难题。期待尽快开展临床相关研究,真正做到止血无痕。