麻省理工學院開發出新膠貼
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下一篇 2011-07-23 16:31:11
美國麻省理工學院科研人員開發出一種具有彈性的、可生物降解的膠貼。這種膠貼能取代外科手術的縫線及縫釘，也可制成藥物控釋貼片直接安放在包括心臟在內的器官上。已在小鼠身上經過測試的這種膠貼，可在小鼠體內慢慢分解，且沒有造成任何刺激。
該膠貼的靈感來自壁虎的足部，這種爬行動物可沿著天花板步行，或順著光滑的墻壁上下攀行。壁虎腳趾具有黏性，是因為腳趾上有數以百萬計的靈活的納米柱，這使得它們具有一個非常大的表面積。這種膠貼，也是依靠納米尺度的柱體和化學膠水制成的，它是第一個能呈現出良好黏性強度和動物安全性的膠貼，是由哈佛—麻省理工衛生科學部生物工程學家羅伯特·蘭格和杰弗里·卡普教授及波士頓醫院研究人員共同研制出來的。這種膠貼由一種能嵌以藥物的可生物降解彈性體制成。為制作這種膠貼，研究人員將液態聚合物注入遍布200納米—500納米寬凹孔的微型硅模，然后再用具有生物相容性的葡聚糖膠水對模化、變硬的聚合物進行旋涂。當膠貼被使用時，毛細管的力量將組織拉入柱體間的空間，這些柱體也具有一些微弱的電荷引力，這樣葡聚糖膠就黏附在組織蛋白上。
研究人員稱，要制作這種對醫學應用既安全又有效的壁虎貼極具挑戰性。大多數仿壁虎的黏合劑，像設計用于幫助機器人爬墻的黏合劑，在工程上只能工作在平滑、堅硬的表面。對于這些類型的應用來說，黏合劑的重復使用是很重要的。這種醫用膠貼只需用一次，要求必須黏得牢。但要獲得對身體組織的高黏度是很難做到的，因為這些組織表面又濕又軟又滑還很粗糙。
相對于傳統醫學上用縫線和縫釘來縫合傷口，這種膠貼的優勢就是沒有創口，且容易安放。縫線和縫釘要穿過組織，可能造成壞死性損傷，而且還要沿著創口仔細地安放，每縫一針就要重新調整一下組織。而使用這種膠貼，只需一個動作，貼上創口就萬事大吉，這就大大縮短了病患躺在手術臺上的時間。這種膠貼在醫生進行腹腔鏡手術時也大有用場，腹腔鏡手術要穿過一個小孔，要在這么小的地方打結是非常困難的，這時醫生只需將膠貼展開，用腹腔鏡針將膠貼貼在需要的地方即可。
這種膠貼的另一個用途是，可在胃分流手術需要切除一段胃腸道時對手術縫線和縫釘進行加固。手術發生并發癥的可能性雖不高，但胃腸道是最薄弱的地方，膠貼可釋放抗生素和藥物來促進愈合。
該膠貼也可簡單地用作藥物貼片，甚至是用在像心臟這樣能舒展和收縮的組織內。因為這種膠貼具有彈性，所以它能承受心臟產生的機械力。心臟病發作后，病患通常會有一塊受損組織區域無法獲得足夠的氧氣，這可導致心臟衰竭。給心臟的受損區域注射干細胞生長因子可促進組織再生，但這種方法需要刺穿心臟，也能造成危險。研究人員稱，使用這種醫用貼片，就能非常有效地釋放這些生長因子，從而降低了病患的風險。
該膠貼無論是力學性能還是降解率都可進行調節，以適應不同的身體組織。研究人員表示，他們下一步將和醫生合作，一起確定能從該膠貼獲得最多效益的醫療應用，然后開發相應的膠貼產品。
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