華南理工施雪濤教授AFM：新型可注射雙組分聚氨酯基生物膠水

動脈損傷後的止血和密封一直是外科手術中的重大挑戰。傳統的縫合技術不僅操作上具有挑戰性、耗時，而且在許多緊急情況下並不總是可行，尤其是在微創手術中。此外，生物縫合釘(Staple)雖然能夠迅速封閉動脈破裂，但可能引起局部動脈狹窄和金屬殘留等問題。血管閉合裝置（Vascular closure device, VCD）是一種在微創心血管外科介入治療後使用的補充技術，主要用於心血管微創介入手術後處理。這種裝置一般用於封閉股動脈或靜脈血管上留下的5～8F的血管穿刺創面。然而，需要注意的是，血管閉合裝置並不適用於動脈破損後的大量出血場景，因為它們主要設計用於處理較小的穿刺創面。因此，開發出能適配大量出血環境的動脈創傷閉合技術，以提高手術安全性和有效性，已成為醫學研究的重要方向。

在這樣的背景下，華南理工大學國家人體組織功能重建工程技術研究中心的施雪濤教授研究團隊開發了一種新型可注射雙組分聚氨酯基生物膠水(PAG)。其中，組分A是氨基酸衍生物賴氨酸二異氰酸酯封端的PEG1000，由於其較低T_g，使其在室溫下保持較好的可塗布性；組分B是兩種雙官能度的仲胺基油狀小分子的混合物。經過嚴格配方篩選，開發出了一種理想的生物膠，這種生物膠具備適宜的流變性能、相對較低的膨脹率以及強大的粘附力，特別適用於動脈破裂的修復。雙組分生物膠水一經注射後，即能在95s內快速固化以及傷口密封；並通過油狀小分子固化劑的調控，實現了雙組分粘合劑的水下注射特性以及粘合劑層的可控溶脹，排除介面水層建立有效介面粘接的同時，又不會因為過度溶脹導致粘合劑層的脫粘和內聚破壞。

圖1 雙組分聚氨酯生物膠水的設計和表徵圖

2 雙組分聚氨酯生物膠水濕態粘接性能

生物粘合劑的初始物理形態、流變特性以及溶膠-凝膠轉化動力學對其應用場景和遞送方式起著決定性作用。本課題組設計的雙組分聚氨酯生物膠水不僅在開放手術中展現了卓越的性能，能有效封閉大鼠腹主動脈、兔頸動脈和狗股動脈的傷口，而且還能夠集成到商業氣囊擴張導管系統中，實現微創手術中股動脈損傷的密封。在巴馬豬股動脈上進行的2毫米直徑穿刺評估中，該生物膠水展現出了良好的出血控制、抗血管壓迫和傷口癒合特性。因此，這種生物膠水成為了外科手術和野外急救中修復動脈破裂和內臟器官止血的有希望的候選材料。

圖3 雙組分聚氨酯生物膠水PAG微創閉合豬股動脈破損

隨著這種基於聚氨酯的生物膠的進一步開發和應用，我們有理由期待在不久的將來，它將在手術室內外為動脈破裂患者提供即時而有效的治療。這種生物膠有望成為急救和手術中的有力工具，為患者帶來更快速的癒合和更少的併發症。

來源：高分子科學前沿

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