強力膠帶(duct tape)，被工友們戲稱為“一切問題的卍解”。
在任何需要打包、粘合、密封的場景下：
強力膠帶都可以完美勝任：
一片不夠？那就再來一片……
在這種工業(yè)和修理的場景當中，強力膠帶已經(jīng)證明了自己不可或缺的地位。然而，一群來自麻省理工學院 (MIT) 的學生和教授，一直在思考一個問題：
有沒有可能，發(fā)明出一種用于醫(yī)療救護的強力膠帶？
有人可能要說了：創(chuàng)可貼不行嗎？
其實創(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，只是對傷口形成一定程度的抗菌保護，略微加速創(chuàng)口愈合。
此外創(chuàng)可貼只能針對小傷口。太長的傷口，則必須要用到手術縫線來進行縫合。
而這支 MIT 團隊構思的，比創(chuàng)可貼要厲害得多，而且還要能夠替代手術縫線。
他們想要實現(xiàn)的效果，就像下圖這樣，膠帶直接拍上去，就能夠快速止血，實現(xiàn)縫合：
經(jīng)過多年研究，他們終于做到了。
近日，《科學轉化醫(yī)學》期刊刊登了來自 MIT 趙選賀教授團隊的論文《市售生物黏附補片用于胃腸道缺損的無縫修復》（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，對于胃腸道以及其它內臟破損的修復效果較好。團隊已經(jīng)在小鼠等活體動物上進行了測試，結果非常令人滿意，可以完全替代縫線，實現(xiàn)傷口無線縫合。
并且，這種膠帶也可以擴大尺寸，用于大型動物，甚至人類的器官外科創(chuàng)傷修復。
看起來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)，用于避免和周圍組織粘合；下層為聚丙烯酸 (PAA) 生物粘合劑——PAA 材料其實大家應該不陌生，它過去經(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”，就是因為 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……
在過去，傷口縫合需要消毒和擦干，皮膚表面的水分會嚴重影響傷口處理產(chǎn)品的效用。因而在過去，濕潤的傷口只能用線來縫合。
然而，有線縫合并不是完美的：穿線的縫針會造成二次傷害，縫合后的創(chuàng)口也無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)，操作方式非常簡單，就像強力膠帶一樣，貼上去就行，彈性也很好，使用過程中和使用之后，都不會對傷口造成二次傷害，還能保證氣密和水密性。
“強力膠帶”(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，在幾秒鐘的時間里就能立刻粘合；在縫合操作完成后的幾小時到幾周內，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級強力膠帶。實驗者在傷口表面和附近噴灑了大量的鹽水，但并未對膠帶的粘合力和氣密性帶來影響。提醒：視頻畫面具有一定刺激性，請謹慎觀看。
研究團隊成員之一陸賢宇 (Hyunwoo Yuk) 表示，“我們認為這種手術膠帶是很好的基礎技術，有望被制成一種真正的，可以買到的產(chǎn)品，”
“外科醫(yī)生可以像他們在非外科領域使用膠帶一樣使用它。使用也不需要任何的準備或實現(xiàn)步驟，只要拿出來，打開，就可以立即使用?！?/strong>
毫無疑問，這項技術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，是一批華人科學家多年潛心研究的心血。
這項研究的第一作者為華裔研究員吳晶晶。她是安徽安慶人，華中科技大學碩博連讀，師從楊祥良和萬影教授這兩位納米技術方面的專家，主要研究方向為溫敏水凝膠應用于骨頭和軟骨的缺損修復。她在華科期間發(fā)表5篇 SCI 論文，還曾獲得德國艾朗根-紐倫堡大學博卡契尼實驗室的聯(lián)合培養(yǎng)。
吳晶晶后來加入了 MIT 機械工程系，目前在趙選賀課題組擔任博士后研究員，研究方向為生物黏附材料應用于軟組織的缺損修復方向，在合成材料應用于外科損傷修復方面進行了更為深入的研究。
而吳晶晶在 MIT 所在課題組的負責人趙選賀，更是一位軟性材料方面的世界級專家。
趙選賀2003年畢業(yè)于天津大學，前往北美深造，先后于06年和08年在卑詩大學和哈佛大學完成碩士進修，于09年在哈佛機械工程學院獲得了博士學位。他后來于2014年加入 MIT 機械工程系擔任副教授。
目前，趙選賀已經(jīng)升任教授和 George Hatsopoulos 學者，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、用于機器人的仿真皮膚等方向的研究。
2016年，趙選賀團隊在《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、靈活和彈性的復合材料。
該技術屬于合成皮膚領域的關鍵底層創(chuàng)新，短期有望應用于藥物傳輸繃帶、隱形眼鏡等可穿戴醫(yī)療設備，長期來看對于機器人有很大意義，能夠開發(fā)出具有生物功能和特征的機器人軟性皮膚。
與此同時，醫(yī)療也是趙選賀一直關注的重要領域。
實際上今天我們看到的這款手術級強力膠帶，其最初版本發(fā)布于2019年10月。當時，趙選賀團隊將生物粘合劑做成了雙面膠，形狀大小更接近創(chuàng)可貼。在實驗中，這種雙面膠創(chuàng)可貼能夠在幾秒鐘內對生物組織實現(xiàn)粘合，可以用于傷口快速縫合。
不過，趙選賀團隊后來和外科臨床專家進行了很多交流，得到了一個重要的反饋：在外科臨床領域并沒有特別多的粘合兩片軟組織的需要。
反倒是有很多醫(yī)生和護士表示，對于他們來說，對內臟破損的快速縫合修復一直是個難題。比如，胃部和腸道的破損需要用縫線來進行縫合，事后容易引發(fā)感染和疤痕，甚至可能因為斷線而出現(xiàn)漏洞，造成嚴重的二次損傷。
“不妨把這個技術，做成內臟破損的‘創(chuàng)可貼’？”有人建議。
團隊重新投入了研究，對2019年版本的雙面膠進行調整，將粘合劑配方中的明膠、甲殼素換成了聚乙烯醇。新的配方能夠保證粘合劑穩(wěn)定性可以維持超過一個月，并且成品膠帶的韌性等各項特征，最大程度接近人體的內臟本身。
這樣的“內臟創(chuàng)可貼”，既不會太軟容易破損，也不會太硬，限制了內臟活動，降低修復效果。
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)這一技術的進步，并且加快商業(yè)化的進程。
該公司名為 SanaHeal，投資方包括 MIT Deshpande 科技創(chuàng)新中心、MIT VMS（風投輔導加速器）、日本知名醫(yī)療器械集團旭化成 (Asahi Kasei) 旗下的卓爾公司等。
未來，SanaHeal 計劃申請美國食藥監(jiān)局（FDA）批準，將該技術正式投入到臨床測試中。
趙選賀表示，“我們所研究的，正是在身體內部這一極具挑戰(zhàn)環(huán)境里的黏附這一基本力學問題。全世界每年縫合胃腸道缺陷的手術數(shù)以百萬計，而縫合泄漏率在高風險病人中高達20%。我們的膠帶有望解決這個問題，拯救成千上萬的生命?！?/p>
本文來自微信公眾號“硅星人”（ID：guixingren123），作者：光譜 杜晨，36氪經(jīng)授權發(fā)布。
