【610早报】适用于各种潮湿表面的超强黏合材料

浙江大学医学院附属第二医院骨科沈炜亮

发表状况：

Science,2017, 357(6349): 378-381.

研究团队：

D. J. Mooney（mooneyd@seas.harvard.edu），哈佛大学

研究背景：

众所周知，现有的许多黏合材料难以吸附在潮湿或者生物组织的表面。为了解决这个问题，来自哈佛大学的科学家受到鼻涕虫启发，成功研制出一种双层超强黏合材料：表层通过静电作用力、共价键和物理渗透吸附在组织表面；内层则通过滞后机制放大能耗产生超强黏性，且不受血液流动影响。这种新型材料可以迅速粘连止血，同时又保持极高的组织器官强度，科学家认为这种超强黏合材料在医疗领域将有巨大的应用价值。

研究方法：

本研究主要制备了一种新型双层水凝胶，这种水凝胶采用了鼻涕虫的分泌物为主要参照物：模拟了鼻涕虫体内双层藻酸盐 -- 聚丙烯酰胺基质延展结构，该成分在变干后不会变得太过坚硬，整个水凝胶系统生物相容性好，无生物毒性，同时借鉴其静电作用、共价键、物理渗透作用，确保粘连的强度。

研究结果：

1.研究人员研究设计了一种新型双层水凝胶：内层为藻酸盐—聚丙烯酰胺水凝胶，表层为带有组织粘附性基团的材料，可以通过静电作用力、共价键和物理渗透吸附在组织表面。

2.该水凝胶可以牢牢地黏附在湿润的心脏表面且不容易扯下，同时具有良好的生物相容性。

3.该水凝胶的延展性十分好，可以拉伸到原体积14 倍长度，同时仍可保证粘连处固定良好。

4.体内实验表明，这种水凝胶除了可以黏心脏，还能黏肝脏、黏皮肤、黏软骨、黏动脉等，而且操作非常简单。

研究结论：

研究者受鼻涕虫启发，成功研制出一种双层超强黏合材料：表层通过静电作用力、共价键和物理渗透吸附在组织表面；内层则通过滞后机制放大能耗产生超强黏性，且不受血液流动影响。这种水凝胶操作简单，可以被用于心脏手术中的止血，同时还能黏肝脏、黏皮肤、黏软骨、黏动脉等，这种超强黏合材料在医疗领域将有巨大的应用价值。

图1 水凝胶的制备原理及黏附力检测

图2 水凝胶黏附在湿润的心脏表面

浙江大学医学院附属第二医院·骨科；

浙江大学骨科研究所；

浙江大学李达三·叶耀珍再生医学发展基金；

浙江省组织工程与再生医学技术重点实验室；

中国医师协会骨科医师分会再生医学工作组；

本人专业诊治范围：

1，肌腱病&肌腱/韧带损伤：肘-网球肘；肩-肩周炎，肩袖损伤；膝-弹跳膝，跑步者膝，前交叉韧带损伤；踝-跟腱炎，跟腱断裂；手腕部-腱鞘炎；筋膜炎

2，再生医学技术治疗运动系统疑难杂症，包括：软骨/半月板/肌腱/韧带的修复、重建和再生；

门诊类型：肌腱病专科门诊！关节外科/运动医学专家门诊；

致谢：感谢 浙大李氏基金和再生医学中心 周飞飞的分享！