在临床上，植入手术已成为治疗多种疾病的重要手段。然而，手术后的疤痕问题一直是患者和医生们共同关注的焦点。疤痕不仅影响美观，更重要的是，它可能会对植入设备的功能产生负面影响，甚至导致设备失效，这无疑给患者带来了额外的痛苦和经济负担。
随着科技不断发展，一种新型粘合剂的创新材料正逐渐走进人们的视野，有望成为防止植入手术形成疤痕的“神奇钥匙”。接下来，让我们一起走进新型粘合剂的神秘世界，探索它是如何为植入手术带来无疤痕的新希望。
植入手术
（图片来源：veer图库）
新型粘合剂材料的出现
2024年5月22日，美国麻省理工学院的科学家在《自然》杂志上发表了一项关于新型粘合剂材料的文章，这种材料的出现为传统植入设备带来了新的曙光，为患者的生命安全提供更坚实的保障！
研究成果发表于《自然》杂志
（图片来源：参考文献1）
当医疗设备被植入人体后，人体的免疫系统会将其视为外来入侵者，并启动一系列包括炎症、细胞增殖和纤维组织形成等的免疫反应，最终导致植入手术疤痕的产生。纤维化的疤痕可能会干扰设备的功能，影响手术的成功性，因此避免疤痕的产生至关重要。
植入手术疤痕
（图片来源：veer图库）
研究者利用聚丙烯酸为原料，合成了一种水凝胶粘合剂。这种水凝胶具有极高的生物相容性和吸水性，当水凝胶注入体内后，会迅速吸收周围组织的水分，并释放出N-羟基琥珀酰亚胺酯基团。N-羟基琥珀酰亚胺酯基团能与组织表面蛋白质分子上的氨基发生酰胺反应，从而实现水凝胶在组织表面的固定粘合。整个反应过程仅需要5秒。
因此，当把水凝胶涂覆在植入的医疗设备表面时，能够迅速与周围组织融为一体，类似形成一层保护屏障。这层屏障能够有效阻止免疫细胞的攻击，从而避免疤痕组织的形成。
水凝胶粘合剂的粘合机理和化学性质（a、粘合剂与组织的粘附示意图；b、粘合剂和组织之间物理交联示意图；c、粘合剂和组织之间共价交联示意图）
（图片来源：参考文献1）
为测试水凝胶粘合剂的实际应用效果，科学家将它们涂在了一种聚氨酯设备上，并将设备植入了老鼠和猪的内脏中。结果发现，设备在这些动物体内3个月的时间都无异常，动物并没有因为设备的植入产生明显的疤痕组织。
涂覆粘合剂的设备植入到不同动物内（a、C57BL/6小鼠；c、HuCD34-NCG人源化小鼠；e、猪；b、d、f、观察植入设备后的组织纤维化）
（图片来源：参考文献1）
科学家进一步通过RNA测序和荧光成像分析了涂覆水凝胶的设备植入动物体内后动物体内发生的免疫反应。
结果发现，当设备植入体内后，开始时免疫细胞会渗透到设备周围，但是并没有引起免疫系统剧烈的攻击行为，也就避免了疤痕组织的形成。
这种新型的水凝胶粘合剂为医疗植入设备提供了有效的“隐身衣”，能够防止纤维化疤痕的形成，有效地延长设备的使用寿命，这项研究为未来的医疗植入技术发展提供了宝贵的参考价值！
对抗免疫反应
（图片来源：veer图库）
结语
随着医疗科技的飞速发展，我们不断见证着一个个医疗奇迹的诞生。新型粘合剂的研发与应用，无疑是这众多奇迹中极为闪耀的一颗星。它不仅为植入手术带来了革命性的改变，更为患者带来了福音，让我们有理由相信，未来的医疗植入将不再留下疤痕，患者的恢复之路将更加顺畅。
当然，粘合剂技术的发展还面临着诸多挑战和未知，科学家们也在不断地探索，寻求更完美的方案。让我们共同期待无疤痕植入手术到来的那一天！
参考文献：
Wu, J., Deng, J., Theocharidis, G. et al. Adhesive anti-fibrotic interfaces on diverse organs. Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07426-9.
Keke Wu, Meimei Fu, Yitao Zhao, et al.Anti-oxidant anti-inflammatory and antibacterial tannin-crosslinked citrate-based mussel-inspired bioadhesives facilitate scarless wound healing. Bioactive Materials, 20,2023,93-110.
孙杰,陈其民,张敏,等.氰基丙烯酸辛酯粘合剂与可吸收缝线对儿童皮肤创伤修复作用的比较[J].中国组织工程研究, 2005, 9(019):186-187.
汤晓璇,顾心逸,陈晓莉,等.水凝胶组织粘合剂的研究及进展[J].分析化学进展, 2021, 11(3):9.
出品：科普中国
作者：石雾遥（生物学博士）
监制：中国科普博览