未来骨科医工融合—文献集萃（二） MIT赵选贺：藤壶胶启发的不依赖血凝的止血粘合剂

发布日期： 2024-09-25 10:39:39 阅读量： 21

汇报人：苏鑫（北京协和医院）

摘要

组织黏合剂在被血液或其他体液覆盖的组织上通常表现不佳。在这里，作者报告了一种藤壶胶样的生物粘合剂，这种生物粘合剂可以在不到15秒的时间内，独立于血液凝固速率，对组织进行止血密封。这种生物粘合剂的设计灵感来自于藤壶胶(由于嵌入在富含脂质的基质中的粘附蛋白，它能牢固地粘附在潮湿和受污染的表面上)，它由一种排斥血液的疏水油基质组成，内含嵌入的微颗粒，在轻微的压力下与组织表面共价交联。它在数周内缓慢吸收，承受大压力(封闭的猪主动脉中约350毫米汞柱的破裂压力)，与血液覆盖的组织形成坚韧(界面韧性为150-300 J m−2)和坚固(剪切和拉伸强度分别为40-70 kPa和30-50 kPa)的界面，在离体猪出血主动脉和活体大鼠和猪出血的心脏和肝脏组织的密封方面优于市面上的止血剂。这种生物粘合剂可以帮助治疗严重出血，甚至对凝血症患者也是如此。

方法

生物粘合剂由疏水油性基质和生物粘合微粒组成。这些微粒的功能类似于藤壶胶中的富脂基质和粘合蛋白。疏水性油性基质在轻压下可排斥血液，使聚集在一起的生物粘合剂微粒互相作用并与组织交联，在 15 秒内形成牢固的粘合，而无需任何进一步的辅助。这种排斥交联机制使藤壶胶生物黏合剂具有快速和不依赖体内凝血系统的止血能力。

图示: 藤壶胶激发生物粘合剂的设计与机理附着在鲸鱼皮肤上的藤壶。b、c、藤壶胶在被水和污染物覆盖的基材上的组成和粘附机理。藤壶胶中富含油脂的基质通过排斥水和污染物来清洁基底(b)，而粘附蛋白可以交联并在清洁的基底上形成牢固的粘附(c)。d，由生物粘附微粒和疏水性油基质组成的藤壶胶激发生物粘合剂的设计。e,f，藤壶胶生物粘合剂的排斥交联机制整合了血液的排斥(e)和随后通过交联(f)形成的止血密封。g-i，将藤壶胶生物粘合剂应用于覆盖血液的猪主动脉(g)，用涂有明胶的玻璃基板(h)压制并形成止血组织密封(i)的照片，分别对应于图d-f.

图示：藤壶胶生物粘合剂快速止血组织密封的整体过程。(步骤1、2)藤壶胶生物粘合剂可直接涂抹在出血性损伤处，无需其他制备工序;(步骤3和步骤4)轻压，藤壶胶生物粘合剂中的硅油基质可以排斥和清洁出血性损伤中的血液;(步骤5和6)同时，生物胶微粒中的羧基通过氢键形成暂时的物理交联，随后NHS酯基和伯胺基与自身和组织表面发生共价交联;(步骤7)肿胀和交联的膏剂提供强大的止血组织密封。

总结

这项研究报道了一种藤壶胶样的生物粘合剂，这种生物粘合剂能够实现快速、牢固、不依赖体内凝血机制的快速止血，具有潜在的临床应用前景。

文章来源：https://www.nature.com/articles/s41551-021-00769-y

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利益冲突说明：

1.本文献研究得到了得到了麻省理工学院、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基金会的支持。

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