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華南理工大學施雪濤教授團隊 AFM：新型可注射雙組分聚氨酯基生物膠水用于動脈破裂修復
2024-12-10  來源：高分子科技

  動脈損傷后的止血和密封一直是外科手術中的重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的縫合技術不僅操作上具有挑戰(zhàn)性、耗時，而且在許多緊急情況下并不總是可行，尤其是在微創(chuàng)手術中。此外，生物縫合釘(Staple)雖然能夠迅速封閉動脈破裂，但可能引起局部動脈狹窄和金屬殘留等問題。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充技術，主要用于心血管微創(chuàng)介入手術后處理。這種裝置一般用于封閉股動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脈破損后的大量出血場景，因為它們主要設計用于處理較小的穿刺創(chuàng)面。因此，開發(fā)出能適配大量出血環(huán)境的動脈創(chuàng)傷閉合技術，以提高手術安全性和有效性，已成為醫(yī)學研究的重要方向。


  在這樣的背景下，華南理工大學國家人體組織功能重建工程技術研究中心的施雪濤教授研究團隊開發(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)過嚴格配方篩選，開發(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、相對較低的膨脹率以及強大的粘附力，特別適用于動脈破裂的修復。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；并通過油狀小分子固化劑的調(diào)控，實現(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，又不會因為過度溶脹導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計和表征


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)化動力學對其應用場景和遞送方式起著決定性作用。本課題組設計的雙組分聚氨酯生物膠水不僅在開放手術中展現(xiàn)了卓越的性能，能有效封閉大鼠腹主動脈、兔頸動脈和狗股動脈的傷口，而且還能夠集成到商業(yè)氣囊擴張導管系統(tǒng)中，實現(xiàn)微創(chuàng)手術中股動脈損傷的密封。在巴馬豬股動脈上進行的2毫米直徑穿刺評估中，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和野外急救中修復動脈破裂和內(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)閉合豬股動脈破損


  隨著這種基于聚氨酯的生物膠的進一步開發(fā)和應用，我們有理由期待在不久的將來，它將在手術室內(nèi)外為動脈破裂患者提供即時而有效的治療。這種生物膠有望成為急救和手術中的有力工具，為患者帶來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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（責任編輯：xu）
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