近日，華南理工大學(xué)國(guó)家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心施雪濤教授團(tuán)隊(duì)研制出一款“神奇膠水”，可以“無(wú)縫”修復(fù)傷口，在醫(yī)療尤其是內(nèi)臟創(chuàng)傷修復(fù)領(lǐng)域展現(xiàn)出重大應(yīng)用潛力。

昔日肺部手術(shù)痛點(diǎn)

我們的肺就像兩個(gè)能夠收縮舒張的“氣囊”。“氣囊”如果漏氣，就會(huì)引起氣胸，嚴(yán)重者有喪命的風(fēng)險(xiǎn)。在我國(guó)，肺癌發(fā)病率在所有腫瘤中居首位，很多肺癌患者需要手術(shù)治療，腫瘤切除后一般要進(jìn)行縫合或釘合，但這種方式很難完全密閉傷口，肺仍有很大的“漏氣”風(fēng)險(xiǎn)。雖然臨床醫(yī)生會(huì)在縫合/釘合部位涂抹生物膠水加固，但用于內(nèi)臟的膠水強(qiáng)度弱，封堵效果往往不夠理想。

施雪濤教授介紹道，氣體分子遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于液體分子，縫合線或金屬釘可以阻止血液，但阻止不了漏氣。傳統(tǒng)的醫(yī)用膠水成分主要是水凝膠或纖維蛋白膠類，固化后呈果凍似的黏稠狀，力學(xué)性能較差且在人體內(nèi)降解太快，無(wú)法長(zhǎng)期封堵傷口。

肺是時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)的器官，對(duì)封合物的力學(xué)要求很高，也讓傳統(tǒng)膠水“無(wú)力應(yīng)對(duì)”。還有一類醫(yī)用膠水是醫(yī)用502膠，力學(xué)性能很好，但具有一定毒性，至今無(wú)法在體內(nèi)使用，只能用于皮膚表面。

針對(duì)這一醫(yī)學(xué)困境，施雪濤教授團(tuán)隊(duì)歷時(shí)10年，創(chuàng)新研發(fā)了一款新型高強(qiáng)度可降解膠水。無(wú)需預(yù)先縫合/釘合，只需在肺部傷口上涂抹，便能實(shí)現(xiàn)100%的氣胸修復(fù)（動(dòng)物試驗(yàn)層面）。不僅如此，在骨折或其他臟器破損時(shí)，只需要調(diào)節(jié)一下膠水的配比，即可達(dá)到“縫合”傷口的效果。

十年磨一“膠”：能降解、強(qiáng)度高、安全無(wú)毒

施雪濤教授表示：“我們的膠水必須滿足三大條件：一是材料能降解，二是力學(xué)性能強(qiáng)，三是安全無(wú)毒”

自2015年開始，施雪濤團(tuán)隊(duì)就開始了新型膠水的研發(fā)工作。一開始，團(tuán)隊(duì)選擇了一種聚氨酯作為材料，這款材料力學(xué)性能好、生物安全性好，但不能降解，常以固態(tài)的形式存在，也無(wú)法直接用來(lái)黏合傷口。

經(jīng)過十年攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出多項(xiàng)專利技術(shù)，終于攻克了聚氨酯的降解和液化難題，并生產(chǎn)出國(guó)內(nèi)第一款聚氨酯醫(yī)用黏合劑，這一技術(shù)完全顛覆了以前做膠水的理念。

這款膠水是一個(gè)雙管結(jié)構(gòu)，一邊放聚氨酯預(yù)聚物，另一邊則是固化劑，它們需要在一定溫度下保存，以保持液體狀態(tài)。在進(jìn)行手術(shù)封堵時(shí)，醫(yī)生推動(dòng)推桿，兩邊的液體就可以通過螺旋針頭擠出來(lái)，并很快發(fā)生固化。

傳統(tǒng)的膠水固化后，內(nèi)部90%是水，而這款聚氨酯膠水則以高分子、不含水的狀態(tài)出現(xiàn)，固化后完全疏水。此外，它給肺提供的張力與縫合線相當(dāng)。

這款膠水可與體內(nèi)組織里的膠原發(fā)生反應(yīng)，黏合力很強(qiáng)，可以把血液和氣體封堵在組織內(nèi)，它的力學(xué)性能比市面上所有用于體內(nèi)的醫(yī)用膠水要強(qiáng)。

施雪濤教授介紹道：“這款膠水即拿即用，相比需要配比沖調(diào)的膠水，簡(jiǎn)單方便，大大降低了醫(yī)生的工作量。”

除了封堵肺部破損，這款膠水還可以實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能和凝固時(shí)間可控。

施雪濤教授介紹道：“我們能夠通過調(diào)節(jié)膠水的力學(xué)性能，使其用于各種手術(shù)、創(chuàng)傷后的止血封閉，從很軟的腦組織、心肺組織到很硬的骨組織，幾乎涵蓋人體大外科的所有器官組織。”

大動(dòng)脈和骨組織

動(dòng)脈大出血需要緊急封閉，調(diào)控后的膠水可以實(shí)現(xiàn)10秒鐘固化，實(shí)現(xiàn)快速封堵。

骨組織

骨組織對(duì)力學(xué)性能的要求很高，醫(yī)生在做手術(shù)時(shí)需要對(duì)骨骼塑形，所以固化時(shí)間設(shè)為3—5分鐘，固化后，膠水的力學(xué)強(qiáng)度可調(diào)整到松質(zhì)骨的水平。

通常來(lái)說，骨組織要一年半才能完全長(zhǎng)好，可將膠水調(diào)節(jié)到一年半左右完全降解，這樣新骨就生長(zhǎng)出來(lái)了。施雪濤團(tuán)隊(duì)做過羊的骨折膠水修復(fù)實(shí)驗(yàn)，羊在術(shù)后很快可以下地走路。

肺組織

肺組織，肺結(jié)節(jié)、肺癌患者傷口愈合時(shí)間約為2—3個(gè)月，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的膠水3—4個(gè)月可完成降解，并在體內(nèi)就代謝成氨基酸、醇類物質(zhì)和二氧化碳，隨著人體代謝排出體外。

其他器官

團(tuán)隊(duì)還針對(duì)一些特殊器官組織對(duì)膠水進(jìn)行優(yōu)化。“如腸組織，做腸炎、腸癌局部切除后，如果只手術(shù)縫合，會(huì)存在組織液滲漏到腹腔風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致術(shù)后腸粘連。如果是用調(diào)節(jié)后的膠水，完全可以把組織液封堵住，避免腸粘連的發(fā)生。”

在剖腹產(chǎn)手術(shù)時(shí)，因?yàn)閺母共科つw到子宮共有7層組織，術(shù)后易發(fā)生組織錯(cuò)位，組織液滲漏。如果在手術(shù)中搭配使用可降解的縫合線和膠水，可以防止每一層組織液往外滲。

“這是一個(gè)很好的發(fā)展方向”

目前，團(tuán)隊(duì)已與多家醫(yī)院合作，利用AI模型調(diào)控配比，制作出不同凝固時(shí)間、力學(xué)性能和降解時(shí)間的膠水。

“10年來(lái)，我們積累了1萬(wàn)多組膠水的力學(xué)數(shù)據(jù)，借助AI工具進(jìn)行分析，就可以調(diào)配出我們想要的膠水。”

膠水的力學(xué)性質(zhì)、凝固時(shí)間等與6種主要成分相關(guān)，通過不同比例混勻能夠得到不同強(qiáng)度的膠水，以應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的交通事故、自然災(zāi)害等帶來(lái)的大創(chuàng)面出血急救。

團(tuán)隊(duì)已和醫(yī)院聯(lián)合開展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，如利用膠水對(duì)受損的豬表皮、肌肉、肋骨、肺等多組織器官進(jìn)行修復(fù)。實(shí)驗(yàn)效果很好，手術(shù)時(shí)間也得到了縮短。