麻省理工学院开发出新胶贴

上一篇 / 下一篇  2011-07-23 16:31:11

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美国麻省理工学院科研人员开发出一种具有弹性的、可生物降解的胶贴。这种胶贴能取代外科手术的缝线及缝钉,也可制成药物控释贴片直接安放在包括心脏在内的器官上。已在小鼠身上经过测试的这种胶贴,可在小鼠体内慢慢分解,且没有造成任何刺激。

  该胶贴的灵感来自壁虎的足部,这种爬行动物可沿着天花板步行,或顺着光滑的墙壁上下攀行。壁虎脚趾具有黏性,是因为脚趾上有数以百万计的灵活的纳米柱,这使得它们具有一个非常大的表面积。这种胶贴,也是依靠纳米尺度的柱体和化学胶水制成的,它是第一个能呈现出良好黏性强度和动物安全性的胶贴,是由哈佛—麻省理工卫生科学部生物工程学家罗伯特·兰格和杰弗里·卡普教授及波士顿医院研究人员共同研制出来的。这种胶贴由一种能嵌以药物的可生物降解弹性体制成。为制作这种胶贴,研究人员将液态聚合物注入遍布200纳米—500纳米宽凹孔的微型硅模,然后再用具有生物相容性的葡聚糖胶水对模化、变硬的聚合物进行旋涂。当胶贴被使用时,毛细管的力量将组织拉入柱体间的空间,这些柱体也具有一些微弱的电荷引力,这样葡聚糖胶就黏附在组织蛋白上。

  研究人员称,要制作这种对医学应用既安全又有效的壁虎贴极具挑战性。大多数仿壁虎的黏合剂,像设计用于帮助机器人爬墙的黏合剂,在工程上只能工作在平滑、坚硬的表面。对于这些类型的应用来说,黏合剂的重复使用是很重要的。这种医用胶贴只需用一次,要求必须黏得牢。但要获得对身体组织的高黏度是很难做到的,因为这些组织表面又湿又软又滑还很粗糙。

  相对于传统医学上用缝线和缝钉来缝合伤口,这种胶贴的优势就是没有创口,且容易安放。缝线和缝钉要穿过组织,可能造成坏死性损伤,而且还要沿着创口仔细地安放,每缝一针就要重新调整一下组织。而使用这种胶贴,只需一个动作,贴上创口就万事大吉,这就大大缩短了病患躺在手术台上的时间。这种胶贴在医生进行腹腔镜手术时也大有用场,腹腔镜手术要穿过一个小孔,要在这么小的地方打结是非常困难的,这时医生只需将胶贴展开,用腹腔镜针将胶贴贴在需要的地方即可。

  这种胶贴的另一个用途是,可在胃分流手术需要切除一段胃肠道时对手术缝线和缝钉进行加固。手术发生并发症的可能性虽不高,但胃肠道是最薄弱的地方,胶贴可释放抗生素和药物来促进愈合。

  该胶贴也可简单地用作药物贴片,甚至是用在像心脏这样能舒展和收缩的组织内。因为这种胶贴具有弹性,所以它能承受心脏产生的机械力。心脏病发作后,病患通常会有一块受损组织区域无法获得足够的氧气,这可导致心脏衰竭。给心脏的受损区域注射干细胞生长因子可促进组织再生,但这种方法需要刺穿心脏,也能造成危险。研究人员称,使用这种医用贴片,就能非常有效地释放这些生长因子,从而降低了病患的风险。

  该胶贴无论是力学性能还是降解率都可进行调节,以适应不同的身体组织。研究人员表示,他们下一步将和医生合作,一起确定能从该胶贴获得最多效益的医疗应用,然后开发相应的胶贴产品。

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