我們的肺就像兩個(gè)能夠收縮舒張的“氣囊”，“氣囊”如果漏氣，就會(huì)引起氣胸，嚴(yán)重者有喪命的風(fēng)險(xiǎn)。目前，我們治療氣胸的主要方式是縫合或釘合，但這種方式很難完全密閉傷口，肺仍有很大的“漏氣”風(fēng)險(xiǎn)。雖然臨床醫(yī)生會(huì)在縫合/釘合部位涂抹生物膠水加固，但用于內(nèi)臟的膠水強(qiáng)度弱，封堵效果不夠理想。

在位于華南理工大學(xué)的國家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心，施雪濤教授團(tuán)隊(duì)歷時(shí)10年創(chuàng)新研發(fā)了一款新型高強(qiáng)度可降解膠水，無需預(yù)先縫合/釘合，只需在肺部傷口上涂抹，便能實(shí)現(xiàn)100%的氣胸修復(fù)（動(dòng)物試驗(yàn)層面）。不僅如此，在骨折或其他臟器破損時(shí)，只需要調(diào)節(jié)一下膠水的配比，即可達(dá)到“縫合”傷口的效果。

本期《科技周刊》，我們來到施雪濤教授的實(shí)驗(yàn)室，一探這一新奇的生物膠水。

據(jù)介紹，在我國，肺癌發(fā)病率在所有腫瘤中居首位，很多肺癌患者需要手術(shù)治療。腫瘤切除后，一般要進(jìn)行縫合或釘合，但就算縫或釘?shù)迷倮危�仍�?huì)出現(xiàn)漏氣。根據(jù)《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》的報(bào)道，部分肺癌患者手術(shù)出院后不久便死亡，大部分死因不是手術(shù)問題，而是突發(fā)氣胸，來不及搶救。

“醫(yī)學(xué)上一直沒有特別好的手段能100%解決氣胸。”施雪濤介紹，氣體分子遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(tǒng)的醫(yī)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(xué)性能較差，且在人體內(nèi)降解太快，無法長期封堵傷口。

此外，肺是時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)的器官，對封合物的力學(xué)要求很高，也讓傳統(tǒng)膠水“無力應(yīng)對”。還有一類醫(yī)用膠水是醫(yī)用502膠，力學(xué)性能很好，但具有一定毒性，至今無法在體內(nèi)使用，只能用于皮膚表面。

針對這些痛點(diǎn)，從2015年開始，施雪濤團(tuán)隊(duì)在國家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心的項(xiàng)目支持下研發(fā)新型膠水。“我們的膠水必須滿足三大條件，一是材料能降解，二是力學(xué)性能強(qiáng)，三是安全無毒。”

團(tuán)隊(duì)相中了一種聚氨酯材料，此前，這種高分子材料在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，在醫(yī)學(xué)上也可用于人工血管，其優(yōu)勢是力學(xué)性能非常好，生物安全性好，但缺點(diǎn)是不能降解，常以固態(tài)的形式存在，也無法直接用來黏合傷口。

如今，醫(yī)用聚氨酯膠水已經(jīng)完成了工業(yè)化放大，可以實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)100萬支的產(chǎn)能。

除了封堵肺部破損，這款膠水還可以實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能和凝固時(shí)間可控。施雪濤介紹：“目前，我們能夠通過調(diào)節(jié)膠水的力學(xué)性能，使其用于各種手術(shù)、創(chuàng)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。”

動(dòng)脈大出血需要緊急封閉，調(diào)控后的膠水可以實(shí)現(xiàn)10秒鐘固化，實(shí)現(xiàn)快速封堵。骨組織對力學(xué)性能的要求很高，醫(yī)生在做手術(shù)時(shí)需要對骨骼塑形，所以固化時(shí)間設(shè)為3—5分鐘，固化后，膠水的力學(xué)強(qiáng)度可調(diào)整到松質(zhì)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(diào)節(jié)到一年半左右完全降解，這樣新骨就生長出來了。“我們做過羊的骨折膠水修復(fù)實(shí)驗(yàn)，羊術(shù)后很快可以下地走路。”

“至于肺組織，肺結(jié)節(jié)、肺癌患者傷口愈合時(shí)間約為2—3個(gè)月，我們的膠水3—4個(gè)月可完成降解，并在體內(nèi)就代謝成氨基酸、醇類物質(zhì)和二氧化碳，隨著人體代謝排出體外。”施雪濤說。

團(tuán)隊(duì)還針對一些特殊器官組織對膠水進(jìn)行優(yōu)化。“如腸組織，做腸炎、腸癌局部切除后，如果只手術(shù)縫合，會(huì)存在組織液滲漏到腹腔風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致術(shù)后腸粘連。如果是用調(diào)節(jié)后的膠水，完全可以把組織液封堵住，避免腸粘連的發(fā)生。”在剖腹產(chǎn)手術(shù)時(shí)，因?yàn)閺母共科つw到子宮共有7層組織，術(shù)后易發(fā)生組織錯(cuò)位，組織液滲漏。如果在手術(shù)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。

團(tuán)隊(duì)與多家醫(yī)院合作，利用AI模型調(diào)控配比，制作出不同凝固時(shí)間、力學(xué)性能和降解時(shí)間的膠水。

“我們已和醫(yī)院聯(lián)合開展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，如利用膠水對受損的豬表皮、肌肉、肋骨、肺等多組織器官進(jìn)行修復(fù)。實(shí)驗(yàn)效果很好，手術(shù)時(shí)間也得到了縮短。”施雪濤說。

據(jù)介紹，目前，聚氨酯膠水已進(jìn)入成果轉(zhuǎn)化階段，建立了標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)車間，準(zhǔn)備臨床應(yīng)用。

目前，國內(nèi)的大型藥企也看好施雪濤團(tuán)隊(duì)的研究成果，“藥企拿我們的膠水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為我們的膠水力學(xué)性能過硬。雖然醫(yī)用膠水還未在國內(nèi)普及，但使用膠水是一個(gè)趨勢，我認(rèn)為這是一個(gè)很好的發(fā)展方向。”

在廣州，科學(xué)家們還通過科研攻關(guān)，將膠水制成封堵血管的新材料，達(dá)到“餓死”癌細(xì)胞的效果。

在廣東粵港澳大灣區(qū)國家納米科技創(chuàng)新研究院孵化的納米醫(yī)用凝膠制造商廣納安療科技有限公司，記者見到了一款溫敏納米醫(yī)用凝膠。據(jù)介紹，這一創(chuàng)新醫(yī)療器械被用于全國的200例肝癌患者的臨床試驗(yàn)，“我們快完成患者入組了，目前的治療效果符合預(yù)期。”企業(yè)負(fù)責(zé)人李涵說。

溫敏納米醫(yī)用凝膠有何作用？李涵介紹，針對肝癌、腎癌等血供豐富的腫瘤，通過阻塞提供養(yǎng)料的血管，從而“餓死”腫瘤。

目前，市場上的腫瘤栓塞劑主要分為固體栓塞劑和液體栓塞劑。但固體栓塞劑流動(dòng)性差，無法進(jìn)入末梢小血管；液體栓塞劑流動(dòng)性雖好，但很容易被血液沖掉，無法起到封堵作用。此外，傳統(tǒng)栓塞治療往往會(huì)導(dǎo)致患者的疼痛加劇。

相比之下，溫敏納米凝膠在較低溫度下呈液態(tài)，其中包含了非常多的納米凝膠顆粒。隨著凝膠溫度升高到人體體溫，其中的納米顆粒就會(huì)從親水狀態(tài)變成疏水狀態(tài)。納米凝膠團(tuán)聚在一起，由液體變成固體，實(shí)現(xiàn)對腫瘤血管的適形栓塞，從而實(shí)現(xiàn)良好的栓塞血管功能。

未來，我們除了有望用神奇的膠水來填補(bǔ)肺結(jié)節(jié)手術(shù)帶來的肺部破損，新的肺結(jié)節(jié)治療手段也正應(yīng)運(yùn)而生。

近日，廣州實(shí)驗(yàn)室在廣州醫(yī)博會(huì)上展示其突破性成果，在廣州實(shí)驗(yàn)室專題展區(qū)，記者就看到了一項(xiàng)呼吸介入液氮冷凍治療肺周結(jié)節(jié)的創(chuàng)新成果。這項(xiàng)技術(shù)以液氮為制冷劑，通過支氣管鏡將球囊冷凍探針精準(zhǔn)送達(dá)肺周結(jié)節(jié)部位，利用球囊產(chǎn)生的超低溫（約-145℃）使病變組織快速凍結(jié)并形成冰晶，從而凍死腫瘤細(xì)胞。同時(shí)利用冷凍消融誘導(dǎo)較強(qiáng)的免疫反應(yīng)，通過冷凍消融與免疫治療相結(jié)合，為肺癌的治療提供更多機(jī)會(huì)和方案。

廣州實(shí)驗(yàn)室展臺的工作人員告訴記者，這項(xiàng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)精準(zhǔn)，快速恢復(fù)，患者術(shù)后無明顯出血，恢復(fù)周期顯著縮短；此外，可與支氣管鏡導(dǎo)航機(jī)器人配合，實(shí)現(xiàn)全肺實(shí)質(zhì)的可視定位和精準(zhǔn)治療。