表活复配出超强“生物医学胶水”!无需缝合即可加速伤口愈合!

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  • 来源:新材料网

生物粘合剂也称为生物医学胶水。与传统的伤口闭合工具相比,生物医学胶水有望实现伤口更有效的闭合。

生物粘合剂创伤闭合方法与传统的外科相比,有几个优点。

传统的外科存在实际困难,因为在应用中耗时,并需要特殊的技能。此外,对目标和周围组织的侵入可能会带来明显的疼痛、身体压力和容易感染。

生物粘合剂或生物医学粘合剂,它们涉及直接接触患者的身体,即皮肤、器官、组织或血液。生物医学胶粘剂包括组织胶粘剂、止血剂和组织密封剂。针对身体内部条件的生物粘合剂被配制成有效、安全、无毒,可以直接接触内部环境,包括组织、器官、血液和其他体液。这些情况包括慢性器官渗漏修复和出血并发症的减少。

生物医学胶水的开发是一项重要但具有挑战性的任务,因为需要将看似相互排斥的特性结合在一种材料中,即强粘附力和对愈合组织重塑过程的适应性。

清华大学刘凯教授及德国亚琛工业大学Andreas Herrmann教授合作,报道了一种具有高粘合强度的生物相容性和可生物降解的蛋白质基粘合剂。在硬质基材上的最大强度达到 16.5 ± 2.2 MPa,与商业氰基丙烯酸酯强力胶相当,并且比其他蛋白质基粘合剂高至少一个数量级。

(目前医用胶水的主要成分是a-氰基丙稀酸酯,其在生物体组织的聚合速度最快。医用胶水在创面血液和组织液中阴离子的作用下,能快速聚合固化成膜并与创面镶嵌紧密,可牢固地保持伤口的对合状态,且胶膜可阻止血球、血小板通过,在凝血酶和纤维蛋白原的共同作用下,封闭创面断裂的小血管可以有效止血,同时胶膜将组织和细菌隔离,还具有抗感染和保护创面的作用。聚合物中的醚链还具有止痛作用,因此医用胶水具有粘和、止血、止痛、消炎、护创、促进愈合等综合功效。)

此外,在软组织上的强附着力使粘合剂成为优于某些商业产品的生物医学胶水。在粘合过程中无需形成共价键即可实现稳健的机械性能。由阳离子超荷电多肽和阴离子十二烷基苯磺酸钠表面活性剂组成的复合物,赖氨酸与表面活性剂的摩尔比为 1:0.9,由多重超分子相互作用驱动,从而实现如此强的粘附,在硬质基材上的最大强度达到 16.5 ± 2.2 MPa,是常规生物胶水的10倍。与手术伤口闭合相比,胶水在体外和体内的强大性能,可用于美容和止血应用以及加速伤口愈合。

2021年6月14日,相关研究内容以“Ultra-strong bio-glue from genetically engineered polypeptides”为题发表在《Nature Communications》。

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