
近日
华南理工大学
国家人体组织功能重建工程技术研究中心
施雪涛教授团队研制出一款“神奇胶水”
可以“无缝”修复伤口
在医疗尤其是内脏创伤修复领域
展现出重大应用潜力
他们的研究成果
得到广州日报科技周刊、中国日报
等媒体的关注报道
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媒体报道
这款生物胶水真有这么神奇?
快和鲤工仔一起一探究竟!
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“医学上一直没有特别好的手段
能100%解决气胸”
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昔日肺部手术痛点
我们的肺就像两个能够收缩舒张的“气囊”。“气囊”如果漏气,就会引起气胸,严重者有丧命的风险。在我国,肺癌发病率在所有肿瘤中居首位,很多肺癌患者需要手术治疗,肿瘤切除后一般要进行缝合或钉合,但这种方式很难完全密闭伤口,肺仍有很大的“漏气”风险。虽然临床医生会在缝合/钉合部位涂抹生物胶水加固,但用于内脏的胶水强度弱,封堵效果往往不够理想。
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施雪涛介绍
气体分子远远小于液体分子
缝合线或金属钉可以阻止血液
但阻止不了漏气
传统的医用胶水成分
主要是水凝胶或纤维蛋白胶类
固化后呈果冻似的黏稠状
力学性能较差
且在人体内降解太快
无法长期封堵伤口
肺是时刻处于动态的器官
对封合物的力学要求很高
也让传统胶水“无力应对”
还有一类医用胶水是医用502胶
力学性能很好
但具有一定毒性
至今无法在体内使用
只能用于皮肤表面
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肺部修补示意图
针对这一医学困境
施雪涛教授团队历时10年
创新研发了一款新型高强度可降解胶水
无需预先缝合/钉合
只需在肺部伤口上涂抹
便能实现100%的气胸修复(动物试验层面)
不仅如此
在骨折或其他脏器破损时
只需要调节一下胶水的配比
即可达到“缝合”伤口的效果
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十年磨一“胶”
能降解、强度高、安全无毒
“我们的胶水必须满足三大条件:
一是材料能降解,二是力学性能强,
三是安全无毒”
自2015年开始
施雪涛团队就开始了新型胶水的研发工作
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胶水
一开始
团队选择了一种聚氨酯作为材料
这款材料力学性能好、生物安全性好
但不能降解,常以固态的形式存在
也无法直接用来黏合伤口
经过十年攻关
团队研发出多项专利技术
终于攻克了聚氨酯的降解和液化难题
并生产出国内第一款聚氨酯医用黏合剂
这一技术完全颠覆了以前做胶水的理念
这款胶水是一个双管结构
一边放聚氨酯预聚物
另一边则是固化剂
它们需要在一定温度下保存
以保持液体状态
在进行手术封堵时
医生推动推杆
两边的液体就可以通过螺旋针头挤出来
并很快发生固化
传统的胶水固化后,内部90%是水,我们的聚氨酯胶水则以高分子、不含水的状态出现,固化后完全疏水。此外,它给肺提供的张力与缝合线相当。
这款胶水可与体内组织里的胶原发生反应,黏合力很强,可以把血液和气体封堵在组织内,它的力学性能比市面上所有用于体内的医用胶水要强。
施雪涛介绍道
这款胶水即拿即用
相比需要配比冲调的胶水
简单方便
大大降低了医生的工作量
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一管胶水解决多种手术难题
性能时间可按需调节
除了封堵肺部破损
这款胶水还可以实现
力学性能和凝固时间可控
施雪涛介绍:
“我们能够通过调节胶水的力学性能,
使其用于各种手术、创伤后的止血封闭,
从很软的脑组织、心肺组织到很硬的骨组织,
几乎涵盖人体大外科的所有器官组织”
1
大动脉和骨组织
动脉大出血需要紧急封闭,调控后的胶水可以实现10秒钟固化,实现快速封堵。
2
骨组织
骨组织对力学性能的要求很高,医生在做手术时需要对骨骼塑形,所以固化时间设为3—5分钟,固化后,胶水的力学强度可调整到松质骨的水平。
通常来说,骨组织要一年半才能完全长好,可将胶水调节到一年半左右完全降解,这样新骨就生长出来了。施雪涛团队做过羊的骨折胶水修复实验,羊在术后很快可以下地走路。
3
肺组织
肺组织,肺结节、肺癌患者伤口愈合时间约为2—3个月,团队研发的胶水3—4个月可完成降解,并在体内就代谢成氨基酸、醇类物质和二氧化碳,随着人体代谢排出体外。
4
其他器官
团队还针对一些特殊器官组织对胶水进行优化。“如肠组织,做肠炎、肠癌局部切除后,如果只手术缝合,会存在组织液渗漏到腹腔风险,导致术后肠粘连。如果是用调节后的胶水,完全可以把组织液封堵住,避免肠粘连的发生。”
在剖腹产手术时,因为从腹部皮肤到子宫共有7层组织,术后易发生组织错位,组织液渗漏。如果在手术中搭配使用可降解的缝合线和胶水,可以防止每一层组织液往外渗。
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“这是一个很好的发展方向”
目前
团队已与多家医院合作
利用AI模型调控配比
制作出不同凝固时间、
力学性能和降解时间的胶水
“10年来,
我们积累了1万多组胶水的力学数据,
借助AI工具进行分析,
就可以调配出我们想要的胶水”
胶水的力学性质、凝固时间等
与6种主要成分相关
通过不同比例混匀
能够得到不同强度的胶水
以应对严重的交通事故、自然灾害等
带来的大创面出血急救
团队已和医院联合开展动物实验
如利用胶水对受损的猪表皮、
肌肉、肋骨、肺等多组织器官进行修复
实验效果很好
手术时间也得到了缩短
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小胶水,大智慧
它生动诠释着科技守护生命
创新引领未来的美好愿景
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华南理工大学 学生记者团
信息来源:国家人体组织功能重建工程技术研究中心
广州日报科技周刊、中国日报
封面:即梦AI
微信编辑:杨晓霓、韩宇辰
初审:冀早早
二审:卢庆雷
终审:邹浩
华工原创,版权所有
若需转载,敬请联络
邮箱:hgxcb@scut.edu.cn
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