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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

点赞华南理工科研团队!

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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