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華南理工大學(xué)施雪濤教授團(tuán)隊(duì) AFM：新型可注射雙組分聚氨酯基生物膠水用于動(dòng)脈破裂修復(fù)
2024-12-10  來(lái)源：高分子科技

  動(dòng)脈損傷后的止血和密封一直是外科手術(shù)中的重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的縫合技術(shù)不僅操作上具有挑戰(zhàn)性、耗時(shí)，而且在許多緊急情況下并不總是可行，尤其是在微創(chuàng)手術(shù)中。此外，生物縫合釘(Staple)雖然能夠迅速封閉動(dòng)脈破裂，但可能引起局部動(dòng)脈狹窄和金屬殘留等問(wèn)題。血管閉合裝置（Vascular closure device, VCD）是一種在微創(chuàng)心血管外科介入治療后使用的補(bǔ)充技術(shù)，主要用于心血管微創(chuàng)介入手術(shù)后處理。這種裝置一般用于封閉股動(dòng)脈或靜脈血管上留下的5～8F的血管穿刺創(chuàng)面。然而，需要注意的是，血管閉合裝置并不適用于動(dòng)脈破損后的大量出血場(chǎng)景，因?yàn)樗鼈冎饕O(shè)計(jì)用于處理較小的穿刺創(chuàng)面。因此，開(kāi)發(fā)出能適配大量出血環(huán)境的動(dòng)脈創(chuàng)傷閉合技術(shù)，以提高手術(shù)安全性和有效性，已成為醫(yī)學(xué)研究的重要方向。


  在這樣的背景下，華南理工大學(xué)國(guó)家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心的施雪濤教授研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型可注射雙組分聚氨酯基生物膠水(PAG)。其中，組分A是氨基酸衍生物賴氨酸二異氰酸酯封端的PEG1000，由于其較低Tg，使其在室溫下保持較好的可涂布性；組分B是兩種雙官能度的仲胺基油狀小分子的混合物。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格配方篩選，開(kāi)發(fā)出了一種理想的生物膠，這種生物膠具備適宜的流變性能、相對(duì)較低的膨脹率以及強(qiáng)大的粘附力，特別適用于動(dòng)脈破裂的修復(fù)。雙組分生物膠水一經(jīng)注射后，即能在95s內(nèi)快速固化以及傷口密封；并通過(guò)油狀小分子固化劑的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了雙組分粘合劑的水下注射特性以及粘合劑層的可控溶脹，排除界面水層建立有效界面粘接的同時(shí)，又不會(huì)因?yàn)檫^(guò)度溶脹導(dǎo)致粘合劑層的脫粘和內(nèi)聚破壞。


圖1 雙組分聚氨酯生物膠水的設(shè)計(jì)和表征


圖2 雙組分聚氨酯生物膠水濕態(tài)粘接性能


  生物粘合劑的初始物理形態(tài)、流變特性以及溶膠-凝膠轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)對(duì)其應(yīng)用場(chǎng)景和遞送方式起著決定性作用。本課題組設(shè)計(jì)的雙組分聚氨酯生物膠水不僅在開(kāi)放手術(shù)中展現(xiàn)了卓越的性能，能有效封閉大鼠腹主動(dòng)脈、兔頸動(dòng)脈和狗股動(dòng)脈的傷口，而且還能夠集成到商業(yè)氣囊擴(kuò)張導(dǎo)管系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)手術(shù)中股動(dòng)脈損傷的密封。在巴馬豬股動(dòng)脈上進(jìn)行的2毫米直徑穿刺評(píng)估中，該生物膠水展現(xiàn)出了良好的出血控制、抗血管壓迫和傷口愈合特性。因此，這種生物膠水成為了外科手術(shù)和野外急救中修復(fù)動(dòng)脈破裂和內(nèi)臟器官止血的有希望的候選材料。


圖3 雙組分聚氨酯生物膠水PAG微創(chuàng)閉合豬股動(dòng)脈破損


  隨著這種基于聚氨酯的生物膠的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，我們有理由期待在不久的將來(lái)，它將在手術(shù)室內(nèi)外為動(dòng)脈破裂患者提供即時(shí)而有效的治療。這種生物膠有望成為急救和手術(shù)中的有力工具，為患者帶來(lái)更快速的愈合和更少的并發(fā)癥。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202417402

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（責(zé)任編輯：xu）
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