會「呼吸」的組織密封劑！可以粘合動脈血管壁和擴張收縮的肺！

健康 10-07

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導讀

前一段時間，我們的朋友圈被一種新的神奇黏合膠水給刷屏，因為這種神奇的膠水可以用來黏合心臟上的傷口。關於該項研究的文章發表在《科學》雜誌上，引起了大家的廣泛關注。而如今，一種新型的外科密封膠水誕生，這種膠水幾乎可以黏合人體內絕大多數組織傷口，包括肺部、動脈血管管壁！

在外科手術中，外科醫生為了修復破裂或刺穿的器官和組織，往往會選擇使用縫合釘，縫合線或者電刀將傷口邊緣縫合或者黏合在一起，以使它們能夠癒合。

然而，這些措施在身體的某些難以到達的部位就很難去操作，並且這些傷口通常無法使用這些手段立即完全密封，從而可能導致組織存在進一步損壞和感染的風險。比如不斷呼吸的肺上面的傷口，跳動的心臟和不斷收縮和擴張的動脈脈壁等，這些都是外科手術中的特殊挑戰。

為了解決這些問題，生物醫學工程師開發了一系列外科密封劑，可以黏合組織以阻止滲漏。

「目前可用的密封劑並不適合大多數手術的縫合過程中使用，因為它們缺乏彈性，不符合組織粘附和強度的需求。而我們所做的事情，就是使用我們在再生醫學創建材料方面的專業知識，來製作一種可以在外科中使用的可以隨著機體呼吸而「呼吸」的黏合膠水。我們同臨床醫生和生物工程師進行多學科的合作，為解決這個問題創造一個完美的解決方案。」哈佛大學生物啟發工程學院Wyss研究所副教授Ali Khademhosseini博士說道。

最近在《科學轉化醫學》雜誌上發表的一篇由Wyss研究所的Khademhosseini和東北大學的Nasim Annabi博士領導的研究小組，為有效修復機械性的身體部位的創傷提出了一個強大的解決方案，該研究團隊還包括波士頓貝斯以色列女執事醫療中心（BIDMC）和澳大利亞悉尼大學的研究人員。

研究人員Khademhosseini說道：「基於人體中的彈性蛋白構成可以構成一種新的黏合劑，（彈性蛋白質存在於所有彈性組織如動脈壁，皮膚和肺中），這種黏合劑可以通過光化學來調節，從而可以有效地密封大鼠動脈和肺部的切口，修復豬肺部的傷口，並且實現全部縫合或無縫黏合！」

Khademhosseini是哈佛麻省理工學院衛生科學和技術部和布里格姆婦女醫院的教授，東北大學化學系助理教授，哈佛麻省理工學院健康科學與技術部講師。

MeTro直接作用於傷口，用光激活

2013年，這個靈感便誕生了。這個靈感來源於彈性蛋白纖維的天然的黏合能力。研究人員模仿身體的機制，學會了如何在大腸桿菌中產生大量的人類重組彈性蛋白，並使用被稱為甲基丙烯酸酯的光交聯試劑和紫外線的脈衝，在溶液中將它們交聯不同的原絲膠蛋白從而創建一個多功能高彈性水凝膠，他們將這種多功能高彈性的水凝膠命名為MeTro。

而在這項研究中：MeTro可用於生成心臟細胞可以粘附的基質，並且可以作為組織構建體生長，用於心臟損傷的修復。

而最近的研究，研究人員進一步與BIDMC胸外科和介入性肺部科主任Sidhu Gangadharan D，肺癌專家George Cheng博士合作。

「與Sidhu和George談論我們以前對MeTro的研究結果時，我們意識到肺損傷在外科來說尚且沒有一個令人信服的解決方案，所以我們開始調查我們的材料是否可以作為肺和其他彈性組織的黏合劑，」Khademhosseini說道。

通過改變交聯試劑的濃度，該團隊生產了一系列具有不同彈性、粘性和黏合強度的MeTro水凝膠，然後在具有肺和血管損傷的動物模型中選擇黏合效果最好的MeTro。這種方法是為了找到最接近組織自然彈性和強度的MeTro配方，即使在像血液這樣的液體存在下也能很好地黏合到組織表面，而這對於其他黏合劑來說是很困難的一件事。

「我們可以肯定，這項研究的應用市場是極其廣闊的。比如在緊急情況下，存在嚴重的內部傷口，如車禍和戰區，這種黏合劑就可以很好的防止組織的進一步損壞。同時也可以改善醫院的外科手術狀況。我們已經研發了不同黏合強度和特性的黏合劑，解決了其他可用的黏合劑可能存在的問題。」研究人員說道。

目前該項研究在動物的應用中成果斐然。

在小鼠的研究中，這些新的MeTro凝膠可以無縫地封閉小鼠體內的切口，而在活的大鼠肺部的穿刺本可以使小鼠死亡，但是這項新的技術保證小鼠活了下來。而為了更加接近人體的狀況，研究人員也在活體豬身上做出了相同的研究。該研究小組首先測試了MeTro是否也可以黏合豬不斷活動的肺部。在豬吸氣過程（肺膨脹）時，MeTro比臨床可用的黏合線和縫合線表現出更好的密封性和黏合性。

而更重要的一點是：在體內實驗中，MeTro可以永久性地密封嚴重的肺部空氣和血液滲漏，不需要使用縫合針或縫線來進行二次修補！

會「呼吸」的組織密封劑！可以粘合動脈血管壁和擴張收縮的肺！