雖然我們常說現在醫療進步，然而面對動脈大出血，仍然相當兇險，有時束手無策，原因出在動脈的血壓很大，血液湧出不止。現在中國大陸發明一種新的光反應生物凝膠，有機會在20秒內密封心臟創傷-至少在豬或是兔子的實驗得到成功。

科學警報(Science Alert)報導，週三自然通訊(Nature Communications )網報有一篇研究報告，浙江大學的團隊發明了摻合膠原蛋白、糖胺聚醣以及光反應有機膠質所做出的凝膠，能夠有效封阻傷口。在示範影片中，他們在肝臟上刺個傷口，然後抹上凝膠，並用紫外線固化，不到半分鐘內，原本汩汨出血就停止了。

作者表示，在他們實驗的過程中，心臟被穿孔6公釐，即使心臟還在跳動，使用基質凝膠無需縫合，也可穩定地密封傷口。儘管目前也存在一些其他類似材料，但多數材料也含有有害化學物質，之後可能需要額外的清除。而他們研發的凝膠，可以被生物體自己吸收。

圖 | a 為對豬的心臟進行製造傷口、注射生物膠、紫外照射等一系列操作的示意圖；圖 b 為實際操作的視頻截圖。（來源：Nature Communications 論文）

在兔子手術期間，光反應凝膠能夠在幾秒鐘內停止出肝出血和股動脈出血，在豬手術期間，它在一分鐘內就封閉了一個被刺破的頸動脈，同時還修復了心臟的傷口。就目前實驗來看，凝膠可以承受高達290 mmHg的血壓，這比大多數醫生和護士通常要處理的血壓高得多。

實驗的三隻豬都在危及生命的心臟手術中倖存下來，在兩週的康復期間，已經表現出自然癒合的跡象，而且幾乎沒發炎反應。

這歸因於它的配方類似結締組織的結構，使得這種膠更容易與動脈或心臟壁結合，不會脫落也不會造成排斥。

雖然目前還是在動物實驗階段，但研發員之一的歐陽宏偉認為，該產品可以在未來3到5年內用於人體手術。

(資料來源：中時電子報)

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上圖係為豬心臟直徑 6 毫米的傷口注射生物膠、紫外照射的手術視頻，注射共 5 次。浙江大學洪逸博士表示，前 4 次注射已經止血，費時少於 20 秒。（來源：洪逸）

(以下資料來源為DeepTech深科技)

那麼，這個生物膠是如何發展而來的？為何需要紫外照射呢？距離臨床還有多遠的距離？以及是否方便用於常規止血呢？帶著這些疑問，DeepTech深科技專訪了論文的第一作者、浙江大學李達三·葉耀珍再生醫學發展基金及幹細胞與再生醫學研究中心洪逸博士，同時他也是歐陽宏偉教授的博士後。

DeepTech：你們是如何想到這種止血材料的？

洪逸：我們研究組一直在嘗試解讀和模仿人體這本“天書”。在這個過程中，我們意識到人體就是一大塊具有神奇力學性能的水凝膠，因此我們聚焦到了通過模仿人體組織的成分和結構來設計能夠修補人體的膠水材料。同時，我們也意識到對於各種創傷處理，都需要快速封閉傷口和止血。

這就需要水凝膠材料同時滿足 4 個條件：1. 快速成膠，防止被血流沖走；2. 有較強的濕面組織粘附力，能夠有效地密封傷口；3. 合適的力學性能來承受血壓和與周邊組織的擠壓和摩擦；4. 有較好的生物相容性。

讓材料同時具備上述性能是一項巨大的挑戰。因此，我們與華東理工大學的朱麟勇教授合作，通過化學修飾天然大分子材料主鏈，最終攻克了這項挑戰。並且我們在最具挑戰性的左心室穿透傷大出血情況下演示了材料的快速止血性能，這是目前其他臨床止血產品都無法做到的。

DeepTech：這種新材料能夠在紫外照射下迅速固化，這是什麼機理？還有，在紫外照射下材料能夠迅速粘合，這是不是為了更方便來控制止血的過程？

洪逸：在光照下，GelMA 上的雙鍵在引發劑的作用下被打斷，並迅速與附近其他 GelMA 分子鏈上斷裂的雙鍵發生化學鍵合，這形成了水凝膠材料的第一層交聯網路；同時 HA-NB 分子鏈上的 NB 分子接收光子的能量產生了一個醛基，在水凝膠內部的光生醛基會與 GelMA 分子鏈上的氨基反應形成席夫堿，這形成了水凝膠材料的第二層交聯網路。這兩個反應是在光照下瞬間發生的，從而使我們的新材料能夠在紫外照射下迅速固化並具備較強的力學性能。

光照激發是一種精準且方便的控制方式，醫生在操作中可以精準控制粘合位置，避免不必要的粘合發生。同時，通過內鏡上的光纖耦合，在各種複雜狹小的位置和微創手術中也都能方便使用我們的材料控制止血，這也是我們的材料的一大優勢。

DeepTech：如果沒有紫外照射，這個材料也會固化嗎？

洪逸：這個材料是光激發，沒有紫外照射的話材料是不會固化的，我們的材料設計立意就是一個非常精準的光控引發成膠系統。

DeepTech：論文中提到，GelMA 與 HA-NB 的比例接近人類結締組織的膠原蛋白與糖胺聚糖的比例，這意味著什麼呢？是為了提高組織相容性嗎？

洪逸：有機生命體是大自然創造的材料寶庫，具有很多人造材料都達不到獨特性能。結締組織是一種兼具強大力學和柔韌性的天然材料。模仿結締組織的成分和比例一方面是為了提高組織相容性，另一方面是為了使我們的水凝膠材料獲得較強的力學和韌性，能夠承受住高的血壓不被衝破，同時能適應心臟劇烈跳動不發生拉扯和斷裂。

DeepTech：這個生物膠材料的突破有不少，這是不是你們的理想結果呢？

洪逸：這個材料能快速止住目前臨床膠體產品無法控制的高壓大出血，安全可降解，無不良反應，使用方便（目前臨床大出血都靠結紮、縫合或加壓包紮）。從綜合性能上講，我們的膠體目前是理想的止血策略，也是目前為止報導的膠體中，唯一能在豬這樣的大動物活體止住心臟傷口射血，並且使其正常長期存活。

DeepTech：如果應用到臨床，這種材料還需要哪些改進？在安全性研究方面還需要做哪些工作？

洪逸：目前的版本已經能夠滿足體內臟器的止血和傷口封閉需求，可以改進的方面是開發一些器械，來配合更好的給藥和光照。在安全性方面，我們還需要研究材料在體內的代謝途徑，驗證其長期安全性。

DeepTech：如果這個材料用在普通傷口上，紫外照射是不是不太方便？還需要哪些方面完善嗎？

洪逸：如果用在普通傷口上，紫外照射可以通過小手電筒樣裝置光觸發而快速方便的使用。目前許多液體創可貼產品塗上後也需要乾燥等過程，相比之下，我們的方式可以減少塗上材料後的等待時間。我們需要完善的就是設計微型化的一次性使用裝置。

DeepTech：目前這個材料是否有了專利？對於下一步，有哪些商業化的考慮？

洪逸：這個材料已經申請了多項中國專利和國際專利。我們下一步計畫將其轉化為可臨床醫用的醫療器械產品來造福社會，降低因無法有效控制出血造成的死亡率以及血液製品的消耗量。