华南理工施雪涛教授AFM：新型可注射双组分聚氨酯基生物胶水

动脉损伤后的止血和密封一直是外科手术中的重大挑战。传统的缝合技术不仅操作上具有挑战性、耗时，而且在许多紧急情况下并不总是可行，尤其是在微创手术中。此外，生物缝合钉(Staple)虽然能够迅速封闭动脉破裂，但可能引起局部动脉狭窄和金属残留等问题。血管闭合装置（Vascular closure device, VCD）是一种在微创心血管外科介入治疗后使用的补充技术，主要用于心血管微创介入手术后处理。这种装置一般用于封闭股动脉或静脉血管上留下的5～8F的血管穿刺创面。然而，需要注意的是，血管闭合装置并不适用于动脉破损后的大量出血场景，因为它们主要设计用于处理较小的穿刺创面。因此，开发出能适配大量出血环境的动脉创伤闭合技术，以提高手术安全性和有效性，已成为医学研究的重要方向。

在这样的背景下，华南理工大学国家人体组织功能重建工程技术研究中心的施雪涛教授研究团队开发了一种新型可注射双组分聚氨酯基生物胶水(PAG)。其中，组分A是氨基酸衍生物赖氨酸二异氰酸酯封端的PEG1000，由于其较低T_g，使其在室温下保持较好的可涂布性；组分B是两种双官能度的仲胺基油状小分子的混合物。经过严格配方筛选，开发出了一种理想的生物胶，这种生物胶具备适宜的流变性能、相对较低的膨胀率以及强大的粘附力，特别适用于动脉破裂的修复。双组分生物胶水一经注射后，即能在95s内快速固化以及伤口密封；并通过油状小分子固化剂的调控，实现了双组分粘合剂的水下注射特性以及粘合剂层的可控溶胀，排除界面水层建立有效界面粘接的同时，又不会因为过度溶胀导致粘合剂层的脱粘和内聚破坏。

图1 双组分聚氨酯生物胶水的设计和表征

图2 双组分聚氨酯生物胶水湿态粘接性能

生物粘合剂的初始物理形态、流变特性以及溶胶-凝胶转化动力学对其应用场景和递送方式起着决定性作用。本课题组设计的双组分聚氨酯生物胶水不仅在开放手术中展现了卓越的性能，能有效封闭大鼠腹主动脉、兔颈动脉和狗股动脉的伤口，而且还能够集成到商业气囊扩张导管系统中，实现微创手术中股动脉损伤的密封。在巴马猪股动脉上进行的2毫米直径穿刺评估中，该生物胶水展现出了良好的出血控制、抗血管压迫和伤口愈合特性。因此，这种生物胶水成为了外科手术和野外急救中修复动脉破裂和内脏器官止血的有希望的候选材料。

图3 双组分聚氨酯生物胶水PAG微创闭合猪股动脉破损

随着这种基于聚氨酯的生物胶的进一步开发和应用，我们有理由期待在不久的将来，它将在手术室内外为动脉破裂患者提供即时而有效的治疗。这种生物胶有望成为急救和手术中的有力工具，为患者带来更快速的愈合和更少的并发症。

来源：高分子科学前沿

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