用于组织的新型双面胶带可以在几秒钟内粘合湿表面，并可用于愈合伤口或植入医疗设备。

 

受到蜘蛛用来捕捉猎物的粘性物质的启发，麻省理工学院的工程师设计了一种双面胶带，可以快速地将组织密封在一起。天富注册网址

 

在对老鼠和猪组织的实验中，研究人员表明，他们的新胶带可以在5秒钟内将肺和肠道等组织紧密地粘在一起。他们希望这种胶带最终能够取代外科缝合，外科缝合并不是对所有组织都有效，还可能导致一些患者出现并发症。

 

“全世界每年有超过2.3亿例大型手术，其中许多手术需要缝合伤口，这实际上会对组织造成压力，导致感染、疼痛和疤痕。我们正在提出一种完全不同的方法来密封组织，”麻省理工学院机械工程和土木与环境工程副教授赵宣河说，他也是这项研究的资深作者。

 

 

 

研究人员表示，这种双面胶带还可以用于将可植入的医疗设备附着在组织上，包括心脏。此外，它的工作速度比组织胶要快得多，后者通常需要几分钟的时间紧密结合，可以滴到身体的其他部位。

 

研究生Hyunwoo Yuk和Claudia Varela是这项研究的主要作者，该研究于2019年10月30日发表在《自然》杂志上。其他作者包括麻省理工学院研究生毛新宇、麻省理工学院机械工程助理教授艾伦·罗奇、梅奥诊所危重症护理医生克里斯托夫·纳布兹戴克和布里格姆妇女医院病理学家罗伯特·帕代拉。天富注册网址

 

一个密封

 

组织之间形成紧密的密封被认为是非常困难的，因为组织表面的水干扰了粘附。现有的组织胶通过两种组织表面之间的水扩散粘附分子，将它们结合在一起，但这个过程可能需要几分钟甚至更长的时间。

 

麻省理工学院的团队想要发明出一种工作速度更快的东西。赵的团队此前已经开发出了其他新型粘合剂，包括水凝胶超级胶水，这种胶的粘合力比自然界中的粘合力更强，比如贻贝和藤壶用来粘在船只和岩石上的粘合力更强。

 

Hyunwoo趣事,麻省理工学院

 

麻省理工学院的研究生Hyunwoo Yuk展示了双面胶。信贷:托尼Pulsone

 

为了创造一种能快速将两个潮湿表面连接在一起的双面胶带，该团队从自然界中获得了灵感——特别是蜘蛛在潮湿条件下用来捕捉猎物的粘性材料。这种蜘蛛胶含有带电的多糖，可以瞬间吸收昆虫表面的水分，清除粘在上面的干燥小块。

 

为了模拟这种情况，研究人员设计了一种材料，首先从湿组织中吸水，然后迅速将两个组织结合在一起。为了提高吸水性，他们使用了聚丙烯酸，一种用于尿布的吸水性很强的材料。一旦粘上胶带，它就会吸干水分，使聚丙烯酸迅速与两个组织形成弱氢键。

 

这些氢键和其他微弱的相互作用暂时将胶带和组织固定在原位，而研究人员将被嵌入聚丙烯酸中的称为NHS酯的化学基团与组织中的蛋白质形成更强的共价键。这大约需要5秒钟。

 

为了让它们的胶带在体内保持足够的韧性，研究人员加入了明胶或壳聚糖(一种在昆虫外壳中发现的硬多糖)。这些聚合物使胶粘剂能够长时间保持其形状。根据胶带的用途，研究人员可以通过改变其成分来控制胶带在体内分解的速度。明胶在人体内几天或几周内就会分解，而壳聚糖的保存时间则更长(一个月甚至一年)。

 

“两个创新的概念相结合,研究小组成功地坚持快速、有效的湿和柔软的表面组织,在保持良好的附着力和机械性能好几天不会造成太多的炎症反应,“说Costantino Creton,巴黎ESPCI研究主管,他并没有参与这项研究。

 

快速愈合

 

Yuk说，这种粘合剂对外科医生封闭切口和愈合伤口的能力有很大的影响。为了探索这种新型双面胶带的可能应用，研究人员在几种不同类型的猪组织中进行了测试，包括皮肤、小肠、胃和肝脏。他们还对猪的肺和气管进行了测试，显示他们可以迅速修复这些器官的损伤。