強(qiáng)力膠帶(duct tape)，被工友們戲稱為“一切問(wèn)題的卍解”。

在任何需要打包、粘合、密封的場(chǎng)景下：

強(qiáng)力膠帶都可以完美勝任：

一片不夠？那就再來(lái)一片……

在這種工業(yè)和修理的場(chǎng)景當(dāng)中，強(qiáng)力膠帶已經(jīng)證明了自己不可或缺的地位。然而，一群來(lái)自麻省理工學(xué)院 (MIT) 的學(xué)生和教授，一直在思考一個(gè)問(wèn)題：

有沒(méi)有可能，發(fā)明出一種用于醫(yī)療救護(hù)的強(qiáng)力膠帶？

有人可能要說(shuō)了：創(chuàng)可貼不行嗎？

其實(shí)創(chuàng)可貼只是一小塊附著在粘性塑膠上的紗布，本身止血能力很有限，只是對(duì)傷口形成一定程度的抗菌保護(hù)，略微加速創(chuàng)口愈合。

此外創(chuàng)可貼只能針對(duì)小傷口。太長(zhǎng)的傷口，則必須要用到手術(shù)縫線來(lái)進(jìn)行縫合。

而這支 MIT 團(tuán)隊(duì)構(gòu)思的，比創(chuàng)可貼要厲害得多，而且還要能夠替代手術(shù)縫線。

他們想要實(shí)現(xiàn)的效果，就像下圖這樣，膠帶直接拍上去，就能夠快速止血，實(shí)現(xiàn)縫合：

經(jīng)過(guò)多年研究，他們終于做到了。

| “究極創(chuàng)可貼”，完美替代縫線

近日，《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》期刊刊登了來(lái)自 MIT 趙選賀教授團(tuán)隊(duì)的論文《市售生物黏附補(bǔ)片用于胃腸道缺損的無(wú)縫修復(fù)》（An off-the-shelf bioadhesive patch for sutureless repair of gastrointestinal defects）。

該論文描述了一種全新的膠帶式生物粘合材料，對(duì)于胃腸道以及其它內(nèi)臟破損的修復(fù)效果較好。團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在小鼠等活體動(dòng)物上進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果非常令人滿意，可以完全替代縫線，實(shí)現(xiàn)傷口無(wú)線縫合。

并且，這種膠帶也可以擴(kuò)大尺寸，用于大型動(dòng)物，甚至人類的器官外科創(chuàng)傷修復(fù)。

看起來(lái)真的跟透明膠差不多：

膠帶分為兩層：上層為可生物降解的親水性聚氨酯(PU)，用于避免和周?chē)M織粘合；下層為聚丙烯酸 (PAA) 生物粘合劑——PAA 材料其實(shí)大家應(yīng)該不陌生，它過(guò)去經(jīng)常被用在尿布上。尿不濕能夠粘在寶寶屁屁上，而且還能保證“不濕”，就是因?yàn)?PAA 的粘性和吸水性……

然而，將此類材料做成膠帶的形式，用于外科傷口的快速縫合，這還真是第一次……

在過(guò)去，傷口縫合需要消毒和擦干，皮膚表面的水分會(huì)嚴(yán)重影響傷口處理產(chǎn)品的效用。因而在過(guò)去，濕潤(rùn)的傷口只能用線來(lái)縫合。

然而，有線縫合并不是完美的：穿線的縫針會(huì)造成二次傷害，縫合后的創(chuàng)口也無(wú)法保證完全的氣密和水密性。

而 MIT 研發(fā)的這款粘合片(下圖中的 GI patch)，操作方式非常簡(jiǎn)單，就像強(qiáng)力膠帶一樣，貼上去就行，彈性也很好，使用過(guò)程中和使用之后，都不會(huì)對(duì)傷口造成二次傷害，還能保證氣密和水密性。

“強(qiáng)力膠帶”(紅色)和其它市售生物組織粘合劑的韌性、氣密性比較圖片來(lái)源：MIT

更重要的是，這款膠帶可以在未擦干的傷口上直接使用，在幾秒鐘的時(shí)間里就能立刻粘合；在縫合操作完成后的幾小時(shí)到幾周內(nèi)，粘合力仍然能夠保持。

這種抗水能力，是市面大多數(shù)醫(yī)用粘合劑和傷口處理產(chǎn)品難以企及的。

下面視頻展示了這款手術(shù)級(jí)強(qiáng)力膠帶。實(shí)驗(yàn)者在傷口表面和附近噴灑了大量的鹽水，但并未對(duì)膠帶的粘合力和氣密性帶來(lái)影響。提醒：視頻畫(huà)面具有一定刺激性，請(qǐng)謹(jǐn)慎觀看。

研究團(tuán)隊(duì)成員之一陸賢宇 (Hyunwoo Yuk) 表示，“我們認(rèn)為這種手術(shù)膠帶是很好的基礎(chǔ)技術(shù)，有望被制成一種真正的，可以買(mǎi)到的產(chǎn)品，”

“外科醫(yī)生可以像他們?cè)诜峭饪祁I(lǐng)域使用膠帶一樣使用它。使用也不需要任何的準(zhǔn)備或?qū)崿F(xiàn)步驟，只要拿出來(lái)，打開(kāi)，就可以立即使用?！?/strong>

| 華人團(tuán)隊(duì)潛心多年，研究生物材料

毫無(wú)疑問(wèn)，這項(xiàng)技術(shù)具有極大的人道主義意義，和廣闊的商業(yè)前景。但值得一提的是，它的背后，是一批華人科學(xué)家多年潛心研究的心血。

這項(xiàng)研究的第一作者為華裔研究員吳晶晶。她是安徽安慶人，華中科技大學(xué)碩博連讀，師從楊祥良和萬(wàn)影教授這兩位納米技術(shù)方面的專家，主要研究方向?yàn)闇孛羲z應(yīng)用于骨頭和軟骨的缺損修復(fù)。她在華科期間發(fā)表5篇 SCI 論文，還曾獲得德國(guó)艾朗根-紐倫堡大學(xué)博卡契尼實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合培養(yǎng)。

吳晶晶后來(lái)加入了 MIT 機(jī)械工程系，目前在趙選賀課題組擔(dān)任博士后研究員，研究方向?yàn)樯镳じ讲牧蠎?yīng)用于軟組織的缺損修復(fù)方向，在合成材料應(yīng)用于外科損傷修復(fù)方面進(jìn)行了更為深入的研究。

而吳晶晶在 MIT 所在課題組的負(fù)責(zé)人趙選賀，更是一位軟性材料方面的世界級(jí)專家。

趙選賀2003年畢業(yè)于天津大學(xué)，前往北美深造，先后于06年和08年在卑詩(shī)大學(xué)和哈佛大學(xué)完成碩士進(jìn)修，于09年在哈佛機(jī)械工程學(xué)院獲得了博士學(xué)位。他后來(lái)于2014年加入 MIT 機(jī)械工程系擔(dān)任副教授。

目前，趙選賀已經(jīng)升任教授和 George Hatsopoulos 學(xué)者，還在 MIT 創(chuàng)辦了自己的課題組，從事軟性材料，特別是生物粘合劑、用于機(jī)器人的仿真皮膚等方向的研究。

2016年，趙選賀團(tuán)隊(duì)在《自然-通信》期刊發(fā)表文章，展示了一種能夠有效防止水凝膠脫水，使其保持濕潤(rùn)、靈活和彈性的復(fù)合材料。

該技術(shù)屬于合成皮膚領(lǐng)域的關(guān)鍵底層創(chuàng)新，短期有望應(yīng)用于藥物傳輸繃帶、隱形眼鏡等可穿戴醫(yī)療設(shè)備，長(zhǎng)期來(lái)看對(duì)于機(jī)器人有很大意義，能夠開(kāi)發(fā)出具有生物功能和特征的機(jī)器人軟性皮膚。

與此同時(shí)，醫(yī)療也是趙選賀一直關(guān)注的重要領(lǐng)域。

實(shí)際上今天我們看到的這款手術(shù)級(jí)強(qiáng)力膠帶，其最初版本發(fā)布于2019年10月。當(dāng)時(shí)，趙選賀團(tuán)隊(duì)將生物粘合劑做成了雙面膠，形狀大小更接近創(chuàng)可貼。在實(shí)驗(yàn)中，這種雙面膠創(chuàng)可貼能夠在幾秒鐘內(nèi)對(duì)生物組織實(shí)現(xiàn)粘合，可以用于傷口快速縫合。

不過(guò)，趙選賀團(tuán)隊(duì)后來(lái)和外科臨床專家進(jìn)行了很多交流，得到了一個(gè)重要的反饋：在外科臨床領(lǐng)域并沒(méi)有特別多的粘合兩片軟組織的需要。

反倒是有很多醫(yī)生和護(hù)士表示，對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，對(duì)內(nèi)臟破損的快速縫合修復(fù)一直是個(gè)難題。比如，胃部和腸道的破損需要用縫線來(lái)進(jìn)行縫合，事后容易引發(fā)感染和疤痕，甚至可能因?yàn)閿嗑€而出現(xiàn)漏洞，造成嚴(yán)重的二次損傷。

“不妨把這個(gè)技術(shù)，做成內(nèi)臟破損的‘創(chuàng)可貼’？”有人建議。

團(tuán)隊(duì)重新投入了研究，對(duì)2019年版本的雙面膠進(jìn)行調(diào)整，將粘合劑配方中的明膠、甲殼素?fù)Q成了聚乙烯醇。新的配方能夠保證粘合劑穩(wěn)定性可以維持超過(guò)一個(gè)月，并且成品膠帶的韌性等各項(xiàng)特征，最大程度接近人體的內(nèi)臟本身。

這樣的“內(nèi)臟創(chuàng)可貼”，既不會(huì)太軟容易破損，也不會(huì)太硬，限制了內(nèi)臟活動(dòng)，降低修復(fù)效果。

在2020年，趙選賀已經(jīng)和幾位課題組成員共同創(chuàng)辦了一家創(chuàng)業(yè)公司，以求繼續(xù)這一技術(shù)的進(jìn)步，并且加快商業(yè)化的進(jìn)程。

該公司名為 SanaHeal，投資方包括 MIT Deshpande 科技創(chuàng)新中心、MIT VMS（風(fēng)投輔導(dǎo)加速器）、日本知名醫(yī)療器械集團(tuán)旭化成 (Asahi Kasei) 旗下的卓爾公司等。

未來(lái)，SanaHeal 計(jì)劃申請(qǐng)美國(guó)食藥監(jiān)局（FDA）批準(zhǔn)，將該技術(shù)正式投入到臨床測(cè)試中。

趙選賀表示，“我們所研究的，正是在身體內(nèi)部這一極具挑戰(zhàn)環(huán)境里的黏附這一基本力學(xué)問(wèn)題。全世界每年縫合胃腸道缺陷的手術(shù)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)，而縫合泄漏率在高風(fēng)險(xiǎn)病人中高達(dá)20%。我們的膠帶有望解決這個(gè)問(wèn)題，拯救成千上萬(wàn)的生命?！?/p>

本文來(lái)自微信公眾號(hào)“硅星人”（ID：guixingren123），作者：光譜 杜晨，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。