與組織和器官相關(guān)的出血可能危及生命，并且，并且由于損傷的高度時(shí)間敏感性和復(fù)雜性而難以治療。無(wú)法控制的出血是世界上死亡的主要原因之一，每年造成200多萬(wàn)人死亡。現(xiàn)有的局部止血?jiǎng)┐蠖嘀荚谠鰪?qiáng)和加速內(nèi)在血液凝固以實(shí)現(xiàn)止血。這可以通過(guò)快速吸水濃縮凝血因子或通過(guò)局部輸送促凝劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，由于血塊形成固有的漸進(jìn)性，通過(guò)凝血止血不能立即控制出血。此外，凝血依賴性止血機(jī)制在抗凝或凝血障礙患者中效果較差。相比之下，出血組織的粘合密封提供了一種有希望的替代血液凝固以實(shí)現(xiàn)止血的方法；然而，現(xiàn)有的組織粘合劑顯示出一些實(shí)質(zhì)性的局限性。商用組織粘合劑僅能在血液覆蓋的組織表面形成弱和或緩慢的粘附。雖然已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一些具有改進(jìn)粘附性能的抗血組織粘合劑，但是需要紫外線（UV）照射和或長(zhǎng)時(shí)間施加穩(wěn)定壓力（例如，超過(guò)3分鐘）以形成粘附，這大大限制了其臨床應(yīng)用的實(shí)用性。已知藤壺的膠水由兩個(gè)主要成分組成：富含脂質(zhì)的基質(zhì)和粘附蛋白，它們協(xié)同作用在潮濕和污染的表面上提供強(qiáng)大的粘附力, 但是，藤壺仍未被探索用于組織粘合劑。鑒于此，麻省理工學(xué)院趙選賀、Hyunwoo Yuk和梅奧醫(yī)學(xué)中心Christoph S. Nabzdyk等人開(kāi)發(fā)了一種受藤壺膠啟發(fā)的生物粘合劑，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同組織的快速、穩(wěn)健和不依賴血液凝固的止血密封。成果發(fā)表在Nature Biomedical Engineering上。
生物粘合劑采用可注射糊劑的形式，由疏水油基質(zhì)和生物粘合劑微粒組成，它們分別具有與富含脂質(zhì)的基質(zhì)和藤壺膠中的粘合蛋白相似的功能作用。在施加溫和的壓力（例如 10 kPa）時(shí)，疏水性油基質(zhì)排斥血液，使壓實(shí)的生物粘附微粒彼此相互作用并與下方的組織表面相互作用。隨后，壓實(shí)的生物粘附微粒相互交聯(lián)并與組織表面交聯(lián)，在 15 秒內(nèi)形成牢固的粘附，無(wú)需額外的輔助手段（如紫外線照射或凝血）。這種排斥交聯(lián)機(jī)制使藤壺膠啟發(fā)的生物粘合劑糊具有快速且不依賴于凝固的止血能力。
圖|藤壺膠膏的設(shè)計(jì)與機(jī)理優(yōu)于商業(yè)止血?jiǎng)?/span>該組織粘合劑會(huì)在數(shù)周內(nèi)緩慢吸收，可以承受很大的壓力（在密封的豬主動(dòng)脈中大約 350 mm Hg 的爆裂壓力），并且與血液覆蓋的組織形成堅(jiān)韌（界面韌性為150-300 J m-2）和堅(jiān)固（剪切和拉伸強(qiáng)度分別為 40 –70 kPa 和 30–50 kPa)的界面，并且在離體封閉豬主動(dòng)脈出血以及活體大鼠和豬的心臟和肝臟組織出血方面均優(yōu)于商業(yè)止血?jiǎng)?/span>。這種粘合劑可能有助于治療嚴(yán)重出血，即使是患有凝血病的患者。
綜上所述，以藤壺膠水為靈感的膏體協(xié)同結(jié)合了血液排斥疏水性油基質(zhì)和生物粘附性微粒，提供了一種無(wú)制劑、形狀適應(yīng)性強(qiáng)的粘合劑，能夠快速、牢固且不依賴凝血的止血組織密封。盡管糊劑中的生物粘附微粒在成分上與先前開(kāi)發(fā)的干燥生物粘附膠帶相似，但藤壺膠糊劑的快速止血密封能力，以及其形狀適應(yīng)性形狀因子，可促進(jìn)復(fù)雜和難以達(dá)到的出血損傷的治療，代表重大的技術(shù)進(jìn)步。設(shè)想，該粘合劑不僅將為快速和不依賴凝血的止血、傷口閉合和手術(shù)修復(fù)提供有效工具，而且還為未來(lái)潮濕和污染環(huán)境中粘合劑的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供寶貴的見(jiàn)解。Yuk,H., Wu, J., Sarrafian, T.L. et al. Rapid and coagulation-independenthaemostatic sealing by a paste inspired by barnacle glue. Nat Biomed Eng(2021).https://doi.org/10.1038/s41551-021-00769-y
