科技前瞻

科學家發明外科手術「膠水」,可在 60 秒內密封傷口

外科手術中,醫生常需要用縫合線和釘來縫合傷口。然而,科學家近日發明了一種高彈性、高黏性的物料,稱為「MeTro」,塗到傷口後,在紫外線照射下,60 秒內就可以固化並密封傷口,無需任何縫合線或縫合釘。這種材料很有可能大幅度提高急救治療,挽救更多生命。

 

無需線釘,即可密封傷口

悉尼大學和美國的生物醫學工程師們合作開發了這種外科手術膠水「MeTro」。

MeTro 的一個特點是彈性很高。人體內很多組織時刻處於收縮和擴張中,如肺、心臟和血管。這些組織的傷口處理後往往容易再次撕開,而MeTro 的高彈性則避免了這個問題,是處理這些組織傷口的理想材料。

至於內部傷口,由於體液會干擾密封劑的效果,醫生常需要線和釘來縫合傷口。對於這些傷口,MeTro 同樣可以勝任。

MeTro 呈液態,可以被注射塗到傷口部位。在紫外線照射下,只要 60 秒,就會固化為凝膠狀,完成對傷口的密封。此外,MeTro 還含有一種降解酶,可以按需調節 MeTro 何時降解,從幾小時至數月不等,以便為傷口留出足夠時間來癒合。

科學家們利用嚙齒類動物和豬進行了初步實驗,結果表明,MeTro 可以迅速密封嚙齒類的動脈和肺部傷口,也能密封豬肺部的傷口。

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應用前景

MeTro 結合了天然彈性蛋白和光敏感分子技術。波士頓東北大學化學工程系的助理教授 Nasim Annabi 是論文的首要作者,負責 MeTro 在不同臨床條件下的應用。她評價道,MeTro 的好處在於,一旦接觸到組織表面,就會固化成凝膠狀,不會到處亂跑。

悉尼大學的生物化學教授 Anthony Weiss 也是作者之一,他認為 MeTro 密封傷口就像硅酮密封膠(silicone sealants)密封浴室或廚房的瓷磚縫隙。MeTro 就像液體一樣,與傷口的形狀完美契合。MeTro 還能與人體組織相互作用,促進癒合。

在 Weiss 看來,MeTro 的應用前景非常好,除了可以提高現有外科手術處理傷口的方法,還能幫助迅速處理緊急情況下的內部傷口,如車禍現場或戰爭區域。

同為作者之一的哈佛醫學院教授 Ali Khademhosseini 也對 MeTro 的應用持樂觀態度。「當傷口在苛刻的力學條件下癒合時,MeTro 似乎在整個癒合期間都能保持穩定。之後降解時也沒有任何有害跡象。」MeTro 滿足作為一種通用、高效的外科密封劑的所有條件,它的應用不僅限於無線、無釘處理肺部和血管傷口。

顯然,接下來 MeTro 將進入臨床測試階段。Weiss 教授說,在研究中他們已經在一系列不同的條件下測試了 MeTro,均表現良好,而且還解決了其他密封劑無法解決的問題。現在他們已準備好將 MeTro 的研究轉移至人體。期待 MeTro 能早日進入臨床,挽救人類的生命。

 

參考資料:

  1. Annabi N, Zhang Y N, Assmann A, et al. Engineering a highly elastic human protein–based sealant for surgical applications[J]. Science Translational Medicine, 2017, 9(410): eaai7466.
  2. Squirtable’ elastic surgical glue seals wounds in 60 seconds, University of Sydney, Oct 4, 2017, EurekAlert