熟练的外科医生可以在局部十分微小的部位进行手术,但是,找到一种更好的方法来缝合微小血管依然还是一件巨大的挑战。
刚刚发表在《自然纳米技术》上的一篇文章中,几位来自特拉华大学的研究人员开发出一种新型的肽链水凝胶,该水凝胶有望能简单化进行重联过程,且没有风险。
这种水凝胶新工艺是由2013年在特拉华大学获得博士学位的Daniel J. Smith开发出来的,他也是文章的第一作者。该论文的其他作者还有在特拉华大学最近刚刚完成博士学位的 Katelyn Nagy-Smith,特拉华大学的教授Joel Schneider(现就职美国国家癌症研究所的化学生物学实验室)。
还有部分研究由约翰霍普金斯大学医学院和约翰霍普金斯大学电子与计算机工程系的研究人员参与完成。
Smith 和特拉华大学的材料科学与工程系的院长Darrin Pochan教授在Schneider(当时他还是特拉华大学的化学和生物化学教授)数十年前的基础上设计建立了肽的自组装过程。
美国国家癌症研究所的Nagy-Smith使用透射电子显微镜监测了纤维暴露于紫外线下的变化过程。
现在的显微手术包括将微小血管进行重新连接的技术。但是由于血管很小,其血管壁薄且脆弱,在手术过程中很容易损伤。
肽链型水凝胶的强度可以通过利用特定的氨基酸进行精确的调节,使材料在生成过程中不断地改变形态,在首次浸渍时具有足够的刚性,可承受微小的容器,缝合完成后,水凝胶在紫外线的照射下迅速溶解,该循环可重复进行。
Smith把氨基酸的排列方式进行了精确控制,使水凝胶形成半固态状,可支撑小血管壁,防止缝合手术中血管的损伤,更好地控制手术过程。
现在在 Glaxo Smith Kline工作的Smith说:“该过程就像乐高积木自行搭建结构,然后随时打破一样。这些疏水性分子与油性分子存在吸引力,可连接在一起,但也可以受到触发而断开。”
因此,当此种物质注入微型容器时,多余物质会从末端渗出,形成小的凝胶端,外科医生可以利用这个连接端进行接合手术。
Nagy-Smith说:“这种技术可适用于任何类型的手术,医生可以最大限度地使用大的容器,不管是用于移植,还是用于受损组织的修复均可。这种水凝胶不仅可以支撑容器,还可以实现在不使用大量钉子的情况下固定容器。这样一来,外科医生在手术过程中就有了帮手。”
将此水凝胶材料作用于股动脉直径约200微米(约4~5根人类头发直径)的小鼠,结果显示该过程可精确进行,即水凝胶有望用于心脏搭桥和移植手术中,也为新的研究打开了大门。
————引自“新材料在线”