豬的肝臟在穿孔破壞后，鮮血瞬間噴濺而出。這時，研究人員在傷口擠入一種水凝膠，再用一束紫外光進行照射。神奇的現象出現了，短短不到20秒，血被成功止住，而且沒有進行任何縫合！這種的新型水凝膠名為MatrixGel，由浙江大學歐陽宏偉教授團隊發明

豬的肝臟在穿孔破壞后，鮮血瞬間噴濺而出。

這時，研究人員在傷口擠入一種水凝膠，再用一束紫外光進行照射。

神奇的現象出現了，短短不到20秒，血被成功止住，而且沒有進行任何縫合！

這種的新型水凝膠名為Matrix Gel，由浙江大學歐陽宏偉教授團隊發明，能快速止住高壓大出血，且安全可降解，無不良反應，其效果已經在豬身上得到了證實，有望將來應用到臨床。

5月14日，相關論文A strongly adhesive hemostatic hydrogel for the repair of arterial and heart bleeds在《自然通訊》雜志發表。第一作者為浙大基礎醫學院博士后洪逸。

中科院院士劉昌盛認為，這一研究完美地解決了醫用組織膠水在動態、濕性、大出血組織截面處的止血和封閉問題，并且操作便捷，會受到臨床醫生們的青睞。

在濕滑的表面，牢牢粘附

功能化的即時止血和封閉傷口是臨床上一個巨大的需求。"如果能設計出一種'膠水'，讓醫生告別縫線，傷口極速愈合，出血帶來的風險就會大大降低。"4年前，歐陽宏偉開始了一項"閱讀天書"計劃，他說，人體就是一本豐富而精妙的材料學"天書"，蘊含著許多生物材料的設計思路。

補心"膠水"是一種新型水凝膠。這正是"天書"給研究人員最初的提示。"我們的皮膚、肌腱、軟骨等都可以看做是不同成分和配比的水凝膠。"歐陽宏偉認為，可以模仿細胞外基質來做一種具有修復功能的水凝膠。其中最大的挑戰在于——界面，它要修補的界面是濕的。

濕，是普通膠水的"克星"。我們都有在墻上粘一個不干膠掛鉤的經驗，要保證掛鉤粘得牢固，墻面必須干燥無塵。墻面有水，掛鉤就粘不住。"而人體環境濕的。"歐陽宏偉說，"尤其是血管破裂處，流動的血液沖擊傷口，普通的'膠水'還沒粘碰上可能就被沖走。"

新發明的生物膠Matrix Gel成分接近人體結締組織中膠原蛋白與糖胺聚糖的比例。在紫外光照射后，不但能使生物膠在 1 秒內就實現固化，固化后的膠體還具有較強濕面粘附和力學性能。

這一創造性的設計，讓“膠水”就能在活動的、濕面的組織上應付自如。實驗表明，補心“膠水”的粘附力可以抵抗290mmHg的壓力，遠高于常規收縮血壓( 60–160mmHg)。

耗時＜20秒！搏動的豬心被成功修復

豬的心臟大小與結構與人的心臟最為接近，跳動心臟大出血是目前最難止的血。研究人員在豬搏動的心臟上穿了一個6毫米直徑的孔，鮮血噴濺而出。這時，研究人員在傷口擠入Matrix Gel，再用一束紫外光進行照射，幾秒鐘之內，血止住了。

豬的心臟進行制造傷口、注射生物膠、紫外照射等一系列操作，從注射生物膠到止血整個過程不超過 20 秒，且無需再縫合。可以看出這個止血操作高效便捷，在注射凝膠后馬上紫外照射會很快實現止血。

在無需縫合的狀態下，創口得到了完美閉合，術后，研究小組對參與實驗的豬進行了為期兩周的恢復期檢測，術后解剖發現，豬的心臟傷口密封完好，也沒有觀察到壞死和大的炎癥，說明這種生物膠的生物相容性良好。

從動物實驗的角度來說，這是心臟外科止血的一次革新。在此之前，研究團隊已經在豬肝臟大面積出血，豬頸動脈破裂等情況下測試Matrix Gel的性能，均顯示了良好的修補性能。"于是我們想試試，對于難度最大的心臟破裂，Matrix Gel的能力如何。"歐陽宏偉說。

除了濕面修補這一挑戰外，新型的水凝膠還體現了一定的強度。這種膠水能抵抗血液壓力和心臟跳動的收縮壓，同時，受紫外光控制的成膠過程，也讓修補過程變得易于操控。

此外，這個生物膠易于降解。大鼠實驗中，7 天后植入物殘留為 82.5 ± 5.5%，56 天后僅剩余 20.0 ± 5.0%。降解產物為氨基酸和糖類，能被人體吸收利用。

萬能的生物"膠水"？

在許多外科手術中，術后止血工作繁瑣而艱巨，也是手術風險的敏感環節。 在臨床上，用來止血的藥物、材料有10多種，速度較慢。對于動脈和主要臟器大出血沒有有效的快速止血手段。很多時候醫生能做的只有等待。外科醫生希望這項技術能夠早日走向臨床，解決外科手術普遍的難題。

"不僅僅是修補血管、心臟，外科醫生在很多情況下都在'補漏'，他們需要趁手的材料。"歐陽宏偉說，Matrix Gel是通過對FDA認證的天然蛋白和多糖進行改性而來，具有很好的生物相容性。

"它有可能用于其他很多組織修復。"洪逸認為，由于這種材料方便注射，這為體外進行內組織修復提供了可能。甚至是普通傷口，也可以通過小手電樣裝置光觸發紫外線而快速方便的使用。目前許多液體創可貼產品涂上后也需要干燥等過程，相比之下，這種方式可以減少涂上材料后的等待時間。研究團隊需要完善的就是設計微型化的一次性使用裝置。

"下一步，我們研發出強度更好，也更便于操控的膠水。"歐陽宏偉說。這個材料已經申請了多項中國專利和國際專利。研究團隊下一步計劃將其轉化為可臨床醫用的醫療器械產品來造福社會，降低因無法有效控制出血造成的死亡率以及血液制品的消耗量。

本文來源：浙江大學學術委員會、DeepTech深科技

本文編輯：浙江大學微訊社 賀露瑤 施維凱

責任編輯：周亦穎