生物粘合劑創傷閉合方法與傳統的外科相比,有幾個優點。
傳統的外科存在實際困難,因為在應用中耗時,并需要特殊的技能。此外,對目標和周圍組織的侵入可能會帶來明顯的疼痛、身體壓力和容易感染。
生物粘合劑或生物醫學粘合劑,它們涉及直接接觸患者的身體,即皮膚、器官、組織或血液。生物醫學膠粘劑包括組織膠粘劑、止血劑和組織密封劑。針對身體內部條件的生物粘合劑被配制成有效、安全、無毒,可以直接接觸內部環境,包括組織、器官、血液和其他體液。這些情況包括慢性器官滲漏修復和出血并發癥的減少。
生物醫學膠水的開發是一項重要但具有挑戰性的任務,因為需要將看似相互排斥的特性結合在一種材料中,即強粘附力和對愈合組織重塑過程的適應性。
清華大學劉凱教授及德國亞琛工業大學Andreas Herrmann教授合作,報道了一種具有高粘合強度的生物相容性和可生物降解的蛋白質基粘合劑。在硬質基材上的最大強度達到 16.5 ± 2.2 MPa,與商業氰基丙烯酸酯強力膠相當,并且比其他蛋白質基粘合劑高至少一個數量級。
(目前醫用膠水的主要成分是a-氰基丙稀酸酯,其在生物體組織的聚合速度最快。醫用膠水在創面血液和組織液中陰離子的作用下,能快速聚合固化成膜并與創面鑲嵌緊密,可牢固地保持傷口的對合狀態,且膠膜可阻止血球、血小板通過,在凝血酶和纖維蛋白原的共同作用下,封閉創面斷裂的小血管可以有效止血,同時膠膜將組織和細菌隔離,還具有抗感染和保護創面的作用。聚合物中的醚鏈還具有止痛作用,因此醫用膠水具有粘和、止血、止痛、消炎、護創、促進愈合等綜合功效。)
此外,在軟組織上的強附著力使粘合劑成為優于某些商業產品的生物醫學膠水。在粘合過程中無需形成共價鍵即可實現穩健的機械性能。由陽離子超荷電多肽和陰離子十二烷基苯磺酸鈉表面活性劑組成的復合物,賴氨酸與表面活性劑的摩爾比為 1:0.9,由多重超分子相互作用驅動,從而實現如此強的粘附,在硬質基材上的最大強度達到 16.5 ± 2.2 MPa,是常規生物膠水的10倍。與手術傷口閉合相比,膠水在體外和體內的強大性能,可用于美容和止血應用以及加速傷口愈合。
2021年6月14日,相關研究內容以“Ultra-strong bio-glue from genetically engineered polypeptides”為題發表在《Nature Communications》。