北京大学肿瘤医院

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新型密封胶可60秒内封闭手术切口

作者: 来源: 发布时间:2017-11-14

《科学·转化医学》杂志发表了美国和澳大利亚两国研究者联手开发的手术用生物兼容性密封胶的研究成果,这种名为Metro的新型凝胶可在60秒内封闭手术切口,有望在3~5年内用于临床。[Sci Transl Med. 2017; 9 (410). pii: eaai7466. doi: 10.1126/scitranslmed.aai7466]

手术密封胶被用于手术切口的密封或接合,有粘合性较差、机械强度不够、有细胞毒性等缺陷。目前研究者合成的生物兼容高弹性水溶胶,有重组人弹性蛋白原,通过光致交联,粘合性可调,

任何手术都少不了缝合这一过程,术者用缝线打钉等方法将切开的组织重新对合,组织通过修复功能实现愈合。切口缝得再漂亮,也会有机体对缝线和钉等异物的排斥反应、感染风险增加、过程费时费力、某些深处切口难以缝合等。

研究者通过化学合成和质谱等手段,将重组人弹性蛋白原与甲基丙烯酸酐组合为初步的预聚体,经紫外线照射得到最终使用的凝胶MeTro。向切口涂上凝胶并用紫外灯照射,完成封闭,凝胶可促进伤口愈合,随后自然降解,不影响正常生理功能。

对MeTro进行的一系列测试显示,这种新型密封胶在粘合力和牵引力等方面均明显优于市面销售的其他同类产品。将干细胞注入至MeTro凝胶表面进行分析发现,MeTro不影响细胞存活,不产生毒性作用,体现了良好的生物兼容性。进一步研究发现,MeTro可促进细胞的代谢和增殖,从而加速切口的愈合。提示其不仅仅是一种密封胶,还可促进组织修复。MeTro可以在伤口愈合期内保持稳定附着,且降解完全无毒。

研究者选择小鼠动脉作为测试对象,在活体小鼠上进行了对切开腹主动脉使用凝胶封闭的试验。使用凝胶封闭后,试验小鼠均正常存活,未出现下肢缺血症状,且血管内压力与未经动脉切开的小鼠基本相同,提示血管切口被有效封闭。影像学检查显示,MeTro凝胶与需修复的血管紧密粘合。

进一步的试验采用的是弹性更强,对密封胶可塑性和综合性能要求更高的小鼠肺模型,用来评估效果的指标则是破裂压力,若破裂压力较低,就意味着切口封闭不良,出现肺持续漏气,发生气胸这一常见且棘手的肺部手术并发症。结果发现进行肺局部切除后仅4天,使用MeTro凝胶封闭切口的小鼠破裂压力水平就恢复到了未经手术的状态,而使用其他密封胶和线缝合的小鼠由于破裂压力较低,气胸症状已威胁存活。染色和免疫组化分析显示,所使用的凝胶在手术后1个月几乎没有降解。

之后,研究者又采用了更大也更接近人体的猪肺模型对MeTro的效果进行评价。14天的跟踪观察显示,使用MeTro凝胶封闭的切口愈合良好,没有出现气胸症状,也基本没有切口处炎症反应。

通过调节化学合成过程中的甲基丙烯酸酐浓度,可以得到降解时间在数小时到84天范围不同的密封胶,可根据各种手术切口的差异和患者身体状况进行动态调整,这进一步增强了MeTro的临床应用潜力。

研究者认为,MeTro达到了人们对高效和多用途手术密封胶所需的全部要求,有非常大的应用潜力,除了用于住院手术患者,促进其愈合,还可用于车祸或战场等紧急事故现场处理的严重伤口。若进一步的临床试验验证了目前研究显示的效果,MeTro有望在3~5年内投入正式应用。

(编译 姜勇)