传统的手术缝合和植入固定往往会对创伤组织造成较大的侵袭性，为了解决此类问题，临床上常用医用密封胶来减小治疗的侵入性及额外的创伤性失血，如天然成分密封胶（纤维蛋白类胶）、半合成密封胶（明胶基密封胶）及全合成胶（丙烯酸酯类胶）。这些产品虽然现在已应用在临床上，但是实际使用过程中还存在一定的局限性。如：纤维蛋白类密封胶具备良好的生物相容性且易被人体吸收，但其力学性能（粘合强度）低；丙烯酸酯类胶水虽然具有良好的粘接强度，但是存在一定的生物毒性。因此，亟待开发生物安全性优良、高粘合强度、促进伤口愈合等特点的功能性医用密封胶。

　　近期，广东工业大学轻工化工学院研究团队谭帼馨教授团队在AdvancedFunctional Materials上发表题为“Injectable Self-Healing Natural Biopolymer-Based Hydrogel Adhesive with Thermoresponsive Reversible Adhesion for Minimally Invasive Surgery”的文章。如图1所示，研究者制备了一种可注射的天然生物聚合物基水凝胶粘合剂，能够在组织表面形成较强的粘连，并能根据需要完全脱离被粘附的组织，应用于微创手术。它由醛基化改性的硫酸软骨素（CS）和明胶组成，硼砂作用下的动态席夫碱键复合氢键使水凝胶具有良好的组织粘附性、可注射性和自愈合性。

　　在不添加任何有毒交联剂的情况下，以高碘酸钠氧化得到的醛基化CS与明胶发生自交联得到可注射性水凝胶粘合剂。研究者通过核磁及红外表征验证了CS的成功氧化，其中，CS的氧化区间范围在30-90%。水凝胶粘合剂的成胶时间对其在组织密封剂中的应用至关重要。研究者通过动态流变学探究Gel-CS水凝胶粘合剂的成胶时间，研究发现，较高氧化程度的CS能加快氨基与醛基之间的交联反应速率，从而降低凝胶的成胶时间。以组分含量分别为10%（w/v）和30%（w/v）的高氧化CS与Gel为例，研究者探究了凝胶粘合剂的温敏流变特性，在5-50℃区间内，虽然凝胶的储能模量（G’）和耗能模量（G’’）的值随着温度的升高而不断减小，但水凝胶仍处于凝胶态，且表现出温敏特性（图2）。开云 开云体育APP

　　水凝胶生物粘合剂在应用到创面缺损部位时，易受到外部机械外力作用。自愈合性可大大延长生物胶粘剂的使用寿命。研究者分别通过动态流变学测试和宏观自愈合测试探究了Gel-CS水凝胶粘合剂的自愈合特性，试验表明，在循环应变试验（5%-800%-5%）中，水凝胶网络的溶胶-凝胶转变行为具有良好的可逆性和重现性。宏观的自愈合试验表明切开的水凝胶块体在20min内可实现自愈合。其自愈合特性归因于凝胶内部中的动态共价席夫碱网络和可逆的分子间氢键作用力（图3）。开云 开云体育APP

　　除了具有良好的自愈性和可注射性外，Gel-CS水凝胶还表现较好的组织粘附性，如猪皮组织、橡胶等。如图4所示，在经过拉伸、扭转和浸泡24小时后，Gel-CS水凝胶可维持完整性，并紧紧粘附于皮肤组织上，表明了该凝胶具有较好的组织粘合特性。此外，如图4f所示，研究者将Gel-CS水凝胶注射于一个10mm的缺损孔部位，将PBS泵入腔室，测试粘合剂可承受的爆破压力。试验表明，凝胶组分为10%（w/v）的高氧化程度CS和30%（w/v）的Gel的水凝胶的粘合剂的承受压力可达37.6±3.4kPa，明显高于低浓度凝胶组、纤维蛋白凝胶组及正常人体血压值（10-16kPa）（图4）。

　　在一些医疗实践中，当粘合剂的粘合功能已经实现或当粘合剂填充到不需要的组织部位时，无痛和可逆的分离粘合剂是必需的。研究者基于Gel-CS水凝胶粘合剂的可逆温敏流变学特性，对其体内外的可逆粘附进行了探究。试验结果表明，在37℃下，Gel-CS水凝胶粘合剂与组织表面具有较强的粘附作用力，在25℃下，该水凝胶粘合剂可从粘附表面轻松剥离，且不残留任何胶粘剂。研究者指出其中的粘附机理为，在较高温度下，开云 开云体育APP水凝胶链段易渗入组织深处而增加凝胶与组织表面的接触面积。较低温度下，凝胶硬化，与组织表面的粘合力被大大削弱（图5）。

　　研究者利用小鼠胚胎成纤维细胞MC-3T3研究Gel-CS水凝胶粘合剂的细胞毒性，活死染色实验表明，凝胶组分对目标细胞不产生细胞毒性，且细胞可良好地粘附铺展于凝胶表面。溶血实验表明凝胶的溶血率低于5%，表明其具备较好的血液相容性（图6A）。基于Gel-CS水凝胶粘合剂良好的粘附性和生物相容性，研究者通过肝脏出血模型探究了Gel-CS水凝胶粘合剂作为止血剂的可能性，如图6B所示，相比空白组和纤维蛋白胶作用组，Gel-CS水凝胶粘合剂可实现明显的止血功能，这归因于水凝胶中止血成分明胶、CS和醛类基团的促血液凝固性和组织粘连性。

　　为了探究Gel-CS水凝胶粘合剂取代手术缝合线的可能性，开云 开云体育研究者通过医源性子宫损伤模型探究了该水凝胶在密封创面组织、防止体液渗漏的性能。试验结果表明，该水凝胶可用于为体内手术损伤中国有效的体液密封，且在术后愈合过程中保护受损组织（图7）。

　　临床应用中，腹腔镜手术已经成为开放性手术的一种可行性选择。然而，能够对出血进行良好的控制给腹腔镜手术带来了严重的技术难点。研究者利用改良的大鼠肝脏腹腔镜技术，经耳镜相机观察肝脏组织并引导手术器械，通过腹腔镜手术来证明该Gel-CS水凝胶可逆温度响应的潜在优势。试验表明，在腹腔镜中可观察到该胶粘剂的可逆粘附特性，且成功纠正了粘合剂的粘附部位。开云体育 开云官网Gel-CS水凝胶作用于肝脏组织表面14天后，开云体育 开云官网组织学评价显示该粘合剂对肝组织有很强的黏附作用，且可触发损伤部位的血细胞聚集，从而诱导组织再生（图8）。开云 开云体育