坚固的热敏生物粘合剂使手术密封效果更好
作为协作努力的一部分，来自 Terasaki 生物医学创新研究所 (TIBI) 的科学家们利用创新化学生产出一种可注射生物材料，该材料具有显着提高的粘合强度、拉伸性和韧性。这种化学改性的明胶基水凝胶具有吸引人的特性，包括在室温下快速凝胶化和可调节的粘附水平。这种定制设计的生物材料非常适合作为手术伤口密封剂，具有可控的粘附性和可注射性以及对各种组织和器官表面的卓越粘附性。
为了闭合手术伤口，该材料必须在潮湿、光滑的组织表面上提供有效的密封，这些表面的形状各不相同，可能涉及组织运动(例如扩张的肺)或易碎的质地。密封剂的应用和有效性也必须在适合外科手术的时间范围内。
缝合和装订的标准方法可能效率低下且耗时，并可能导致失血增加。使用基于纤维蛋白的生物粘附密封剂的其他方法成本高，粘附力不足，并且容易传播病毒。
商用明胶伤口敷料虽然具有生物相容性、低成本和止血效果，但由于固有的脆性而缺乏粘合强度。以前的努力是通过用儿茶酚进行功能化来解决粘附性差的问题，儿茶酚是一种天然存在的化合物，当与明胶结合时可以赋予粘附能力。然而，明胶上的少量结合位点导致粘附水平有限，这可以通过儿茶酚功能化实现。
研究人员选择了咖啡酸 (CA)，这是一种在咖啡和橄榄油中发现的含儿茶酚的化合物，用于提高明胶的组织粘附功效。他们首先氧化 CA 以产生 CA 低聚物 (CAO)，其中包含少量重复的儿茶酚单元。将这些 CA 衍生物与明胶偶联可增强儿茶酚基团的化学结合并增强其粘合功能。
工程化的生物粘附密封剂具有优异的粘合强度、拉伸性、韧性和可注射性，以及应用于伤口部位时快速凝胶化的能力，并在生理条件下表现出稳定的粘附性。
此外，密封剂被设计成以选择性方式粘附到组织上。这对于有效的密封剂至关重要，因为需要在密封剂-组织界面处紧密结合，并且在暴露于身体环境的密封剂的相对面上没有结合。
在湿胶原蛋白片上使用新密封剂进行的验证测试，以及用于测试其粘合强度极限的爆破压力实验，证明了其有效性，并证明与之前关于氧化化学有害影响的报道相反。
对猪肺、心脏和膀胱伤口进行的实验表明，新型密封剂的粘合强度比商用明胶基密封剂高一个数量级;即使在实验性刮擦和扭曲之后，密封剂也仍然附着在组织表面。
新的密封剂也被证明具有生物相容性。此外，它还被证明具有载药和药物释放能力，可以促进抗氧化作用，有利于伤口愈合。这种多功能策略可以作为一种强大的方法进行调整，以赋予对其他生物材料的强粘附力。
TIBI 董事兼首席执行官 Ali Khademhosseini 表示：“我们的团队利用操纵和战略化学来显着提高生物材料的粘合强度和多功能性。” “这为临床更有效的手术伤口管理创造了令人兴奋的可能性。”
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