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神奇的仿生膠水:20秒內迅速止住大出血且無需縫合


這種凝膠狀物質在被紫外線激活後20秒內,就能將組織創口封閉起來

這種凝膠狀物質在被紫外線激活後20秒內,就能將組織創口封閉起來


  新浪科技訊 北京時間5月21日消息,這是一種能在數十秒內癒合致命傷口的「神奇」膠水,未來有望在傷者無法立即獲得醫療救助的時候拯救他們的生命,並在臨床上廣泛應用。

  研究人員在動物實驗(豬模型)中對這種新型仿生膠水進行了測試,發現這種凝膠狀物質在被紫外線激活後20秒內,就能將組織創口封閉起來。據介紹,這種仿生膠水有著良好的應用前景,可以用來阻止病人在心臟手術中流血致死,或者用於醫療條件有限的緊急情況(如戰爭和恐怖襲擊)中快速治療傷者。


  在一段演示視頻中,實驗者首先將仿生膠水塗在豬肝的一個創口上,然後用手持紫外燈照射,使仿生膠水「激活」,並迅速封閉傷口。這種仿生膠水由水、明膠和注射到受傷組織中的混合化學物質組成。一旦被激活,仿生膠水會迅速凝固,形成防水密封,阻止血液和其他液體滲出。研究人員表示,這種仿生膠水甚至對濕組織也有效,因此不需要縫合傷口。


  浙江大學醫學院等單位的研究團隊在5月14日的《自然·通訊》(Nature Communications)上報告了這項創新成果,他們表示,這種材料的應用範圍很廣,從外科手術到戰場,從災難現場到到意外事故,都可以利用這種仿生膠水對傷口進行緊急處理。


實驗開始時,豬肝上的傷口血流不止

實驗開始時,豬肝上的傷口血流不止


  「無法控制的出血是外科手術和重大創傷後的面臨的一大問題,」論文作者、浙江大學醫學院的歐陽宏偉教授說,「現有的凝血物質不能很好地控制外傷性動脈出血和心臟傷口的出血,因為它們對潮濕和移動組織的粘附力較弱。」歐陽宏偉教授是浙江大學醫學院的副院長和博士生導師,主要研究方向是幹細胞與再生醫學、運動醫學、組織工程學和生物醫用材料。


  到目前為止,醫用凝膠的強度還不足以承受心臟或主要血管的泵血壓力。「這種觸髮式的水凝膠就像橡膠一樣。我們甚至可以說它像一個結締組織,」歐陽教授補充道,「在紫外線照射下,組織—水凝膠界面上的有機化合物與組織蛋白的氨基發生反應,形成牢固的連結。水凝膠的成分和機械性能模擬了人體的軟組織。」


研究人員在豬肝傷口上塗上仿生膠水,並用紫外燈照射

研究人員在豬肝傷口上塗上仿生膠水,並用紫外燈照射

  在初步動物實驗中,研究人員選擇了豬作為實驗模型,因為它們的器官大小和人類的差不多。據論文介紹,這種凝膠能夠在20秒內封閉豬頸動脈上寬4~5毫米的切口和心臟上直徑達6毫米寬的穿孔。這種封閉也是防水的,不需要縫合。


  歐陽教授表示,在紫外線照射下,這種水凝膠材料可以用在完全無縫合的傷口快速閉合中,並成為一種很有前景的仿生膠水,用於外科手術和緊急凝血。在進一步的實驗中,使用水凝膠的外科手術無需縫針就能修復豬的心臟。其中三隻豬接受了為期兩周的觀察,它們完全康復,沒有任何異常或副作用。


在被紫外線「激活」後,仿生膠水迅速凝固,形成防水密封,阻止血液和其他液體滲出

在被紫外線「激活」後,仿生膠水迅速凝固,形成防水密封,阻止血液和其他液體滲出


  歐陽教授希望這項技術能在三年內用在人類身上。「這種膠水可能在三到五年內就能用於人體外科手術。目前的醫用凝膠產品無法處理心臟出血,」他說,「這種仿生膠水模擬了細胞的支持結構,即所謂的『細胞外基質』,一種由蛋白質和其他分子組成的複雜結構。」

研究人員選擇了豬作為實驗模型,因為它們的器官大小和人類的差不多

研究人員選擇了豬作為實驗模型,因為它們的器官大小和人類的差不多


  理想的膠粘劑不僅要求對濕組織有較強的粘附力,而且需要有很高的強度,能對抗較高的血壓和心臟的劇烈跳動,然而目前很少有無毒材料能符合這些標準。研究人員正計划進行更多的實驗,進一步評估這种放生膠水是否具有潛在毒性,確保能夠安全地在人體中應用。(任天)


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