受藤壶附着在岩石上的粘性物质的启发，麻省理工学院的工程师们设计了一种强大的生物相容性胶水，可以密封受伤的组织并止血。
这种新型膏剂即使被血液覆盖，也能粘附在表面上，并能在大约15秒内形成紧密的密封。研究人员说，这种胶水可以提供更有效的方法来治疗创伤性损伤，并帮助控制手术过程中的出血。
Christoph Nabzdyk是明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所的心脏麻醉师和重症监护医师，也是该论文的资深作者，该论文今天发表在《自然生物医学工程》杂志上。麻省理工学院的研究科学家Hyunwoo Yuk和博士后jingjingwu是这项研究的主要作者。
自然的灵感
赵说，寻找止血方法是一个长期存在的问题，但尚未得到充分解决。缝合通常用于缝合伤口，但缝合是一个耗时的过程，在紧急情况下，急救人员通常不可能完成缝合。在军人中，失血是造成创伤后死亡的主要原因，在普通民众中，失血是造成创伤后死亡的第二大原因。
近年来，一些可以止血的材料，也称为止血剂，已经商品化。其中许多是含有凝血因子的贴片，可以帮助血液自行凝血。然而，这需要几分钟的时间来形成密封，并不总是适用于大量出血的伤口。
赵的实验室几年来一直致力于解决这个问题。2019年，他的团队开发了一种双面组织胶带，并证明它可以用来缝合手术切口。这种胶带的灵感来自于蜘蛛在潮湿条件下用来捕获猎物的粘性物质，其中包括带电的多糖，它可以几乎立即从表面吸收水分，清理出一小块干燥的地方，胶水可以附着在上面。
对于他们的新组织胶，研究人员再次从自然界中汲取灵感。这一次，他们把注意力集中在藤壶上，这是一种小型甲壳类动物，可以附着在岩石、船体甚至鲸鱼等其他动物上。这些表面又湿又脏。使粘附困难的条件。
Yuk说:“这引起了我们的注意。“这非常有趣，因为要密封出血组织，你不仅要与潮湿作斗争，还要与流出的血液中的污染作斗争。我们发现，这种生活在海洋环境中的生物所做的事情与我们处理复杂的出血问题所做的事情完全相同。”
研究人员对藤壶胶的分析显示，它有一种独特的成分。帮助藤壶附着在物体表面的粘性蛋白质分子悬浮在一种油中，这种油可以排斥表面上的水和任何污染物，从而使粘性蛋白质牢牢地附着在物体表面。
麻省理工学院的研究小组决定尝试用他们之前开发的一种粘合剂来模拟这种胶水。这种粘性材料由一种叫做聚丙烯酸的聚合物和一种叫做NHS酯的有机化合物组成，这种化合物可以提供附着力，壳聚糖是一种增强材料的糖。研究人员将这种材料冷冻成薄片，将其磨成微粒，然后将这些微粒悬浮在医用级硅油中。
当制成的膏状物被涂在潮湿的表面，比如被血液覆盖的组织上时，油会排斥血液和其他可能存在的物质，从而使粘合剂微粒交联并在伤口上形成紧密的密封。研究人员在老鼠身上进行的试验表明，在涂上胶水的15到30秒内，轻轻地施加压力，胶水就会凝固，出血就会停止。
研究人员说，与研究人员在2019年设计的双面胶带相比，这种新材料的一个优点是，这种粘贴可以被塑造成适合不规则的伤口，而胶带可以更适合于密封手术切口或将医疗设备附着在组织上。他说:“这种可成型的浆糊可以流入任何不规则的形状，并将其密封。”“这给了使用者自由，使其适应各种不规则形状的出血伤口。”
更好地控制出血
在猪身上进行的试验中，Nabzdyk和他在梅奥诊所的同事们发现，这种胶水能够迅速阻止肝脏出血，而且比市售的止血剂更快、更有效。它甚至在给猪注射强力血液稀释剂(肝素)以使血液不会自发形成凝块时起作用。
他们的研究表明，这种密封可以保持几个星期的完好无损，让下面的组织有时间自我愈合，而且这种胶水几乎不会引起炎症，与目前使用的止血剂产生的炎症相似。在几个月的时间里，这种胶水会在体内慢慢被吸收，如果外科医生需要在初次应用后进入修复伤口，也可以通过使用一种溶解它的溶液来提前去除它。
研究人员现在计划在更大的伤口上测试这种胶水，他们希望能证明这种胶水对治疗创伤性损伤是有用的。他们还设想，在外科手术过程中，它可能是有用的，这往往需要外科医生花大量的时间来控制出血。
纳布兹戴克说:“从技术上讲，我们有能力进行许多复杂的手术，但在迅速控制尤其是严重出血的能力方面，我们还没有真正进步得那么快。”
另一个可能的应用是帮助那些在血管中插入塑料管的患者止血，比如那些用于动脉或中心静脉导管或体外膜氧合(ECMO)的患者。在体外膜肺氧合期间，一台机器被用来将病人的血液泵出体外供氧。它被用来治疗患有严重心脏或肺部衰竭的人。输卵管通常要插入数周或数月，插入部位出血可能导致感染。
研究人员已经获得了麻省理工学院德什潘德中心的资助，以帮助他们将这种胶水商业化，他们希望在动物模型上进行额外的临床前研究后实现这一目标。这项研究也得到了美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会、美国陆军研究办公室(通过麻省理工学院士兵纳米技术研究所)和Zoll基金会的资助。
