洛杉矶特拉萨基生物医学创新研究所的研究人员已经研发出一种基于明胶的手术密封剂。这种密封剂具有热敏性,意味着当其接触到人体温度时,会迅速形成半固态凝胶。此外,密封剂还具有生物粘附性,能够相对容易地粘附到体内湿滑的表面。研究人员通过在明胶中加入咖啡酸(一种天然存在于咖啡和橄榄油中的物质),提高了制剂的粘附强度。

洛杉矶特拉萨基研究所研发出基于明胶的生物胶,快速在体内密封伤口-肽度TIMEDOO

在体内进行密封手术具有挑战性。我们内部组织的湿滑表面不利于处理,而且很多密封剂在较好的条件下才能发挥作用。此外,我们的很多组织(如肺)会不断移动,因此难以在保持密封的同时适应这种移动。传统的缝合和钉合需要一定的时间才能正确操作,而且可能会导致撕裂或失血。

洛杉矶特拉萨基研究所研发出基于明胶的生物胶,快速在体内密封伤口-肽度TIMEDOO

为了解决这些问题,研究人员一直在开发新型手术密封剂,以便在体内迅速密封伤口,即使在心脏或肺等具有挑战性的组织中也能发挥作用。由于这些物质必须具有生物可降解性和生物相容性,许多这类技术都依赖于天然存在的材料,如从动物胶原蛋白中提取的明胶。

然而,以往基于明胶的伤口敷料和密封剂由于粘附性和强度不足,容易脆裂。改善这种状况的一种方法是添加酚酞,这是一种天然存在的分子,它能与明胶中的位点结合,提高其在体内的粘附能力。然而,这受到明胶材料中酚酞结合位点数量较少的限制。增加材料中的酚酞含量可以提高其粘附性。

为了解决这个问题,特拉萨基研究所的研究人员将目光投向了咖啡酸,这是一种更常见于咖啡中的化合物。这种化合物中含有酚酞,当其氧化时,会形成含有重复酚酞单元的咖啡酸寡聚物。由此产生的明胶/咖啡酸材料在生物粘附性、凝胶化、注射性和强度方面表现出了明显的改善。

迄今为止,这种密封剂已经展示出令人印象深刻的有效性,包括能够在肺部正在充气时密封一个孔。参与该项目的研究人员阿里·哈德穆霍塞尼(Ali Khademhosseini)表示:“我们的团队利用了巧妙且战略性的化学方法,显著提高了生物材料的粘附强度和多功能性。这为诊所中更有效地进行手术伤口处理带来了令人兴奋的可能性。”

相关研究已发表在《细胞报告物理科学》杂志:可注射明胶-寡酚酞共轭物用于强烈热敏生物粘附。
Study in Cell Reports Physical Science: Injectable gelatin-oligo-catechol conjugates for tough thermosensitive bioadhesion