科學家發明外科手術「膠水」,可在 60 秒內密封傷口

MeTro 可以直接塗到傷口,用光激活(圖:悉尼大學)

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。

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
舒超
明日科學編輯,科大生命科學學院研究生,目前努力畢業中。做實驗之餘,喜歡讀書寫字,學習語言。鐘情中國古典文學。希望有朝一日走遍天下,增廣見聞。