編者按
為了克服傳統生物粘合劑在外科手術中的不足，南洋理工大學研究人員新發明的這一種名為「CaproGlu」的新型手術膠，可以幫助連接血管和更快地閉合傷口，並且還可以作為止痛藥。
新型生物膠「CaproGlu」的研製
NTU研究人員在7月與新加坡總醫院（Singapore General Hospital ，縮寫SGH）的臨床醫生共同發表在Elsevier的Biomaterials上的一篇論文中，NTU研究人員表明，即使表面濕潤，其膠水也可以粘合包括肌肉和血管在內的軟組織。
該膠名為CaproGlu，低劑量紫外線（UV）可以在幾秒鐘內將其固化，然後將其從液態膠轉變為固體但柔軟的生物橡膠，幾周後即可被組織吸收。
該小組在動物實驗中表明，只需四針並用CaproGlu浸入網狀包裹物即可重新連接血管，而可靠和通暢的連接通常需要八針。作者估計，由於外科醫生花費更少的時間和精力縫合血管和組織，這將使手術時間減少25％。
NTU研究人員展示研究成果，來源：NTU官網
如動物實驗所示，CaproGlu也可用於將局部麻醉藥或止痛藥遞送至體內組織，這在手術期間和術後均可能有用，並且將減少以後需要服用的止痛藥。與當前的生物粘合劑不同（在使用前需要將兩種化學物質混合），CaproGlu是一種即用型的液態凝膠解決方案。
該論文的主要作者，副教授Terry WJ Steele和高級研究員Ivan Djordjevic強調，市場上出售的大多數外科手術粘合劑在人體發現的水或潮濕環境中均不起作用。
「為了使我們的光活化膠水在濕紙巾上起作用，我們對膠水進行了設計，首先要從表面去除水分，從而使其附著在脫水的表面上，」Steele教授說。
將CaproGlu的粘合強度與市場上的其他商用生物粘合劑進行了比較，發現其強度是其三到七倍，並且與人體中膠原蛋白和肌肉組織的強度相當。
新型生物膠「CaproGlu」的優勢
NTU材料科學與工程學院的副教授Terry WJ Steele和高級研究員Ivan Djordjevic提出，CaproGlu將兩種成分組合成不需要添加劑的單組分配方。
第一種是聚己內酯（一種可生物降解的聚合物，已被美國食品和藥物管理局批准用於人體的特定用途），第二種是二嗪胺，一種對光敏感的分子，在活化後可以起到穩固的連接作用。
CaproGlu的粘合強度和彈性，圖片來源：《Biomaterials》
在發表在科學雜誌《Biomaterials》上的研究論文中，科學家們證明了CaproGlu如何被用作一種新的外科手術方法的一部分。
他們使用四針並用蘸有CaproGlu的可生物降解的網眼包裹血管末端，並用少量紫外線用於治療，從而使組織表面的胺基酸交聯。結果，在手術後立即從動脈滲出的出血與常規縫合中觀察到的相當，7天後動脈已經完全癒合。
在另一個的實驗中，外科醫生將裝有麻醉劑的CaproGlu插入大鼠的小腿，並用UV光將其治癒，然後再用常規縫線縫合傷口。通過與其他兩個對照組進行了比較：單獨接受麻醉的大鼠和未經麻醉而接受CaproGlu的大鼠。研究發現得出，CaproGlu可以提供局部麻醉的作用。
研究小組還觀察到，將CaproGlu植入其皮膚的動物沒有明顯的副作用，這表明它是安全的且具有生物相容性。
滅菌後穩定的保質期
當今市場上生物粘合劑的一大挑戰是應對使用伽瑪輻照對外科手術級設備和一次性用品進行滅菌的標準方法。伽馬滅菌過程會破壞蛋白質並激活丙烯酸酯和環氧膠粘劑之間的鍵合。
UVA固化和伽馬滅菌對重氮結構的影響，來源：《Biomaterials》
與市場上的其他外科手術粘合劑不同，CaproGlu的無蛋白配方採用了新的交聯化學，不受伽馬滅菌的影響。
即使在幾個月的儲存和伽馬滅菌之後，光激活的鍵合機制仍可在納米級形成與胺基酸的鏈連接，從而使CaproGlu的生產和商業化成本可能低於基於蛋白質和丙烯酸酯的生產和商業化成本。
他們的生物橡膠膠創新耗費了研究團隊五年的開發時間，並且是該大學的創新和企業公司NTUitive申請的一項臨時專利的主題。
未來，聯合團隊將尋求進行進一步的實驗，並評估CaproGlu在其他應用中的性能，例如在骨骼和其他有機表面上的性能。
參考文獻：
Paper titled 「CaproGlu: Multifunctional tissue adhesive platform」, published in Biomaterials, 11 July 2020.
