新型粘合劑：解鎖“術(shù)后疤痕”難題的“神奇鑰匙”

出品：科普中國(guó)

作者：石霧遙（生物學(xué)博士）

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

編者按：為了解前沿科技動(dòng)態(tài)，科普中國(guó)前沿科技項(xiàng)目推出“帶你讀懂科學(xué)頂刊”系列文章，精選權(quán)威期刊的優(yōu)秀論文，第一時(shí)間用通俗語(yǔ)言進(jìn)行解讀。讓我們透過(guò)頂刊之窗，拓寬科學(xué)視野，享受科學(xué)樂(lè)趣。

在臨床上，植入手術(shù)已成為治療多種疾病的重要手段。然而，手術(shù)后的疤痕問(wèn)題一直是患者和醫(yī)生們共同關(guān)注的焦點(diǎn)。疤痕不僅影響美觀，更重要的是，它可能會(huì)對(duì)植入設(shè)備的功能產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至導(dǎo)致設(shè)備失效，這無(wú)疑給患者帶來(lái)了額外的痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

隨著科技不斷發(fā)展，一種新型粘合劑的創(chuàng)新材料正逐漸走進(jìn)人們的視野，有望成為防止植入手術(shù)形成疤痕的“神奇鑰匙”。接下來(lái)，讓我們一起走進(jìn)新型粘合劑的神秘世界，探索它是如何為植入手術(shù)帶來(lái)無(wú)疤痕的新希望。

植入手術(shù)

（圖片來(lái)源：veer圖庫(kù)）

新型粘合劑材料的出現(xiàn)

2024年5月22日，美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于新型粘合劑材料的文章，這種材料的出現(xiàn)為傳統(tǒng)植入設(shè)備帶來(lái)了新的曙光，為患者的生命安全提供更堅(jiān)實(shí)的保障！

研究成果發(fā)表于《自然》雜志

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)1）

當(dāng)醫(yī)療設(shè)備被植入人體后，人體的免疫系統(tǒng)會(huì)將其視為外來(lái)入侵者，并啟動(dòng)一系列包括炎癥、細(xì)胞增殖和纖維組織形成等的免疫反應(yīng)，最終導(dǎo)致植入手術(shù)疤痕的產(chǎn)生。纖維化的疤痕可能會(huì)干擾設(shè)備的功能，影響手術(shù)的成功性，因此避免疤痕的產(chǎn)生至關(guān)重要。

植入手術(shù)疤痕（圖片來(lái)源：veer圖庫(kù)）

研究者利用聚丙烯酸為原料，合成了一種水凝膠粘合劑。這種水凝膠具有極高的生物相容性和吸水性，當(dāng)水凝膠注入體內(nèi)后，會(huì)迅速吸收周圍組織的水分，并釋放出N-羥基琥珀酰亞胺酯基團(tuán)。N-羥基琥珀酰亞胺酯基團(tuán)能與組織表面蛋白質(zhì)分子上的氨基發(fā)生酰胺反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)水凝膠在組織表面的固定粘合。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程僅需要5秒。

因此，當(dāng)把水凝膠涂覆在植入的醫(yī)療設(shè)備表面時(shí)，能夠迅速與周圍組織融為一體，類似形成一層保護(hù)屏障。這層屏障能夠有效阻止免疫細(xì)胞的攻擊，從而避免疤痕組織的形成。

水凝膠粘合劑的粘合機(jī)理和化學(xué)性質(zhì)（a、粘合劑與組織的粘附示意圖；b、粘合劑和組織之間物理交聯(lián)示意圖；c、粘合劑和組織之間共價(jià)交聯(lián)示意圖（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)1）

為測(cè)試水凝膠粘合劑的實(shí)際應(yīng)用效果，科學(xué)家將它們涂在了一種聚氨酯設(shè)備上，并將設(shè)備植入了老鼠和豬的內(nèi)臟中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，設(shè)備在這些動(dòng)物體內(nèi)3個(gè)月的時(shí)間都無(wú)異常，動(dòng)物并沒(méi)有因?yàn)樵O(shè)備的植入產(chǎn)生明顯的疤痕組織。

涂覆粘合劑的設(shè)備植入到不同動(dòng)物內(nèi)（a、C57BL/6小鼠；c、HuCD34-NCG人源化小鼠；e、豬；b、d、f、觀察植入設(shè)備后的組織纖維化）（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)1）

科學(xué)家進(jìn)一步通過(guò)RNA測(cè)序和熒光成像分析了涂覆水凝膠的設(shè)備植入動(dòng)物體內(nèi)后動(dòng)物體內(nèi)發(fā)生的免疫反應(yīng)。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)設(shè)備植入體內(nèi)后，開(kāi)始時(shí)免疫細(xì)胞會(huì)滲透到設(shè)備周圍，但是并沒(méi)有引起免疫系統(tǒng)劇烈的攻擊行為，也就避免了疤痕組織的形成。

這種新型的水凝膠粘合劑為醫(yī)療植入設(shè)備提供了有效的“隱身衣”，能夠防止纖維化疤痕的形成，有效地延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，這項(xiàng)研究為未來(lái)的醫(yī)療植入技術(shù)發(fā)展提供了寶貴的參考價(jià)值！

對(duì)抗免疫反應(yīng)（圖片來(lái)源：veer圖庫(kù)）

結(jié)語(yǔ)

隨著醫(yī)療科技的飛速發(fā)展，我們不斷見(jiàn)證著一個(gè)個(gè)醫(yī)療奇跡的誕生。新型粘合劑的研發(fā)與應(yīng)用，無(wú)疑是這眾多奇跡中極為閃耀的一顆星。它不僅為植入手術(shù)帶來(lái)了革命性的改變，更為患者帶來(lái)了福音，讓我們有理由相信，未來(lái)的醫(yī)療植入將不再留下疤痕，患者的恢復(fù)之路將更加順暢。

當(dāng)然，粘合劑技術(shù)的發(fā)展還面臨著諸多挑戰(zhàn)和未知，科學(xué)家們也在不斷地探索，尋求更完美的方案。讓我們共同期待無(wú)疤痕植入手術(shù)到來(lái)的那一天！

參考文獻(xiàn)：

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