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華南理工科研團隊創新材料攻克手術難題

文章來源：中國石油和化工網更新時間：2025-09-24 10:41:59

近日，華南理工大學國家人體組織功能重建工程技術研究中心施雪濤教授團隊研制出一款“神奇膠水”，可以“無縫”修復傷口，在醫療尤其是內臟創傷修復領域展現出重大應用潛力。

昔日肺部手術痛點

我們的肺就像兩個能夠收縮舒張的“氣囊”。“氣囊”如果漏氣，就會引起氣胸，嚴重者有喪命的風險。在我國，肺癌發病率在所有腫瘤中居首位，很多肺癌患者需要手術治療，腫瘤切除后一般要進行縫合或釘合，但這種方式很難完全密閉傷口，肺仍有很大的“漏氣”風險。雖然臨床醫生會在縫合/釘合部位涂抹生物膠水加固，但用于內臟的膠水強度弱，封堵效果往往不夠理想。

施雪濤教授介紹道，氣體分子遠遠小于液體分子，縫合線或金屬釘可以阻止血液，但阻止不了漏氣。傳統的醫用膠水成分主要是水凝膠或纖維蛋白膠類，固化后呈果凍似的黏稠狀，力學性能較差且在人體內降解太快，無法長期封堵傷口。

肺是時刻處于動態的器官，對封合物的力學要求很高，也讓傳統膠水“無力應對”。還有一類醫用膠水是醫用502膠，力學性能很好，但具有一定毒性，至今無法在體內使用，只能用于皮膚表面。

針對這一醫學困境，施雪濤教授團隊歷時10年，創新研發了一款新型高強度可降解膠水。無需預先縫合/釘合，只需在肺部傷口上涂抹，便能實現100%的氣胸修復（動物試驗層面）。不僅如此，在骨折或其他臟器破損時，只需要調節一下膠水的配比，即可達到“縫合”傷口的效果。

十年磨一“膠”：能降解、強度高、安全無毒

施雪濤教授表示：“我們的膠水必須滿足三大條件：一是材料能降解，二是力學性能強，三是安全無毒”

自2015年開始，施雪濤團隊就開始了新型膠水的研發工作。一開始，團隊選擇了一種聚氨酯作為材料，這款材料力學性能好、生物安全性好，但不能降解，常以固態的形式存在，也無法直接用來黏合傷口。

經過十年攻關，團隊研發出多項專利技術，終于攻克了聚氨酯的降解和液化難題，并生產出國內第一款聚氨酯醫用黏合劑，這一技術完全顛覆了以前做膠水的理念。

這款膠水是一個雙管結構，一邊放聚氨酯預聚物，另一邊則是固化劑，它們需要在一定溫度下保存，以保持液體狀態。在進行手術封堵時，醫生推動推桿，兩邊的液體就可以通過螺旋針頭擠出來，并很快發生固化。

傳統的膠水固化后，內部90%是水，而這款聚氨酯膠水則以高分子、不含水的狀態出現，固化后完全疏水。此外，它給肺提供的張力與縫合線相當。

這款膠水可與體內組織里的膠原發生反應，黏合力很強，可以把血液和氣體封堵在組織內，它的力學性能比市面上所有用于體內的醫用膠水要強。

施雪濤教授介紹道：“這款膠水即拿即用，相比需要配比沖調的膠水，簡單方便，大大降低了醫生的工作量。”

除了封堵肺部破損，這款膠水還可以實現力學性能和凝固時間可控。

施雪濤教授介紹道：“我們能夠通過調節膠水的力學性能，使其用于各種手術、創傷后的止血封閉，從很軟的腦組織、心肺組織到很硬的骨組織，幾乎涵蓋人體大外科的所有器官組織。”

大動脈和骨組織

動脈大出血需要緊急封閉，調控后的膠水可以實現10秒鐘固化，實現快速封堵。

骨組織

骨組織對力學性能的要求很高，醫生在做手術時需要對骨骼塑形，所以固化時間設為3—5分鐘，固化后，膠水的力學強度可調整到松質骨的水平。

通常來說，骨組織要一年半才能完全長好，可將膠水調節到一年半左右完全降解，這樣新骨就生長出來了。施雪濤團隊做過羊的骨折膠水修復實驗，羊在術后很快可以下地走路。

肺組織

肺組織，肺結節、肺癌患者傷口愈合時間約為2—3個月，團隊研發的膠水3—4個月可完成降解，并在體內就代謝成氨基酸、醇類物質和二氧化碳，隨著人體代謝排出體外。

其他器官

團隊還針對一些特殊器官組織對膠水進行優化。“如腸組織，做腸炎、腸癌局部切除后，如果只手術縫合，會存在組織液滲漏到腹腔風險，導致術后腸粘連。如果是用調節后的膠水，完全可以把組織液封堵住，避免腸粘連的發生。”

在剖腹產手術時，因為從腹部皮膚到子宮共有7層組織，術后易發生組織錯位，組織液滲漏。如果在手術中搭配使用可降解的縫合線和膠水，可以防止每一層組織液往外滲。

“這是一個很好的發展方向”

目前，團隊已與多家醫院合作，利用AI模型調控配比，制作出不同凝固時間、力學性能和降解時間的膠水。

“10年來，我們積累了1萬多組膠水的力學數據，借助AI工具進行分析，就可以調配出我們想要的膠水。”

膠水的力學性質、凝固時間等與6種主要成分相關，通過不同比例混勻能夠得到不同強度的膠水，以應對嚴重的交通事故、自然災害等帶來的大創面出血急救。

團隊已和醫院聯合開展動物實驗，如利用膠水對受損的豬表皮、肌肉、肋骨、肺等多組織器官進行修復。實驗效果很好，手術時間也得到了縮短。

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