你所知道的最黑的黑科技是什么？

瑩

講一個(gè)新鮮出爐的「黑科技」，就在上個(gè)月，Science （科學(xué)）雜志刊登一項(xiàng)最新研究：哈佛大學(xué)科學(xué)家受到「鼻涕蟲」啟發(fā)，研制了一種新型止血材料 TA（Tough Adhesives），中文翻譯「強(qiáng)力膠」，名字起得也是簡單粗暴。
這種新型材料可以迅速粘連止血，同時(shí)又保持極高的組織器官強(qiáng)度。
如下圖，心臟上的孔洞都可以直接打個(gè)「補(bǔ)丁」，驚喜不驚喜，意外不意外？

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用法也十分簡單，只需要貼上就行，是不是很簡單！

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貼上后需要非常大的力氣才能夠扯掉：

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而且，即使在有血的表面（濕潤環(huán)境）也能輕松粘合：

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此外，它的延展性十分好，可以拉伸到原體積 14 倍長度，同時(shí)仍可保證粘連處固定良好。

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而且，時(shí)間越長，它的粘合作用越強(qiáng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩掉了其他同類膠水。

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除了粘心臟，還能粘肝臟、粘皮膚、粘軟骨、粘動(dòng)脈等等等等：

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它的細(xì)胞組織相容性良好，僅有輕中度的炎癥反應(yīng)。加上操作簡單，就連心臟大出血，都可以「一貼止血」，這幾乎就是理想中的完美外科吻合止血材料。
而這種材料，是從鼻涕蟲身上找到的！

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為什么是「鼻涕蟲」？

目前外科最常用的纖維蛋白膠（fibrin glue）和「502」膠都存在嚴(yán)重缺陷。
氰基丙烯酸酯聚合物（「502」膠水有效成分）在含水的濕潤環(huán)境下會(huì)逐漸分解，不但會(huì)產(chǎn)生甲醛等毒性物質(zhì)，而且其強(qiáng)度會(huì)隨之下降甚至消失。而這對于血管外科吻合來說就存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。因此直到目前，仍只能應(yīng)用于皮膚表面的粘連。
纖維蛋白膠（fibrin glue）常用于術(shù)后止血。這種粘合劑使用了從血漿中分離的纖維蛋白原，并用凝血酶將其轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維蛋白形成凝塊。這些凝塊有一定粘性，但無法形成牢固的聯(lián)結(jié)，而且 48 小時(shí)內(nèi)就會(huì)被降解。而且其由于纖維蛋白原的特性，會(huì)導(dǎo)致手術(shù)部位廣泛粘連，對未來可能手術(shù)造成風(fēng)險(xiǎn)。
在傳統(tǒng)膠水材料折戟沉沙之時(shí)，科學(xué)家把目光投向了自然界中的生物。
貽貝、壁虎、蝸牛都能夠產(chǎn)生粘液，穩(wěn)定粘附，而在科學(xué)家們的篩選過程中，一種叫做 Arion subfuscus 的鼻涕蟲脫穎而出。

這種鼻涕蟲具有很好的柔軟延展性；當(dāng)遭受威脅時(shí)，它會(huì)分泌一種特殊的粘液，把它自己和巖石土壤表面粘起來，捕食者甚至很難將它從它膠粘的表面上撬開；而整個(gè)粘連過程都是在粘性濕潤環(huán)境下進(jìn)行的。

哈佛大學(xué) Wyss 研究所迅速以這種鼻涕蟲為原型，制備了一種新型雙層水凝膠，這種水凝膠提取模擬了鼻涕蟲體內(nèi)雙層藻酸鹽 - 聚丙烯酰胺基質(zhì)延展結(jié)構(gòu)。同時(shí)借鑒其靜電作用、共價(jià)鍵、物理滲透作用，確保粘連的強(qiáng)度。
研究團(tuán)隊(duì)為了展示這種靈感來源，特意將材料染色做成鼻涕蟲的樣子放在心臟上：

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為啥這項(xiàng)「黑科技」可以登上頂級大刊 Science ？

這要從外科學(xué)的發(fā)展講起了，外科學(xué)的發(fā)展，很大程度上是和外科止血技術(shù)的發(fā)展分不開的。
從基本的切開、結(jié)扎、縫合，到血管「三點(diǎn)式」吻合技術(shù)，再到目前各種復(fù)雜外科血管阻斷吻合方式?？梢哉f，血管外科技術(shù)的發(fā)展使我們目前習(xí)以為常的復(fù)雜外科手術(shù)成為可能。
但是外科技術(shù)的發(fā)展在最近十幾年也遇到了瓶頸。
一方面，傳統(tǒng)縫扎、電切電凝、超聲刀等止血吻合方式，盡管可以有效止血，但是也不可避免的會(huì)帶來對機(jī)體的二次損傷（物理損傷、電損傷、熱損傷等），而這些損傷可能比手術(shù)本身損傷還大；
另一方面，一個(gè)優(yōu)秀的外科醫(yī)生，不光需要優(yōu)秀的個(gè)人素質(zhì)，而且需要長時(shí)間的專業(yè)訓(xùn)練。而重大手術(shù)（器官移植、復(fù)雜手術(shù)）血管阻斷時(shí)間有限，只能由有經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)生完成，這又進(jìn)一步限制了外科醫(yī)生訓(xùn)練可能。
而有沒有能夠能夠迅速進(jìn)行粘連，迅速牢固進(jìn)行外科吻合的方法呢？
科學(xué)家很早之前就進(jìn)行了這方面的探索，但結(jié)果卻很不令人滿意。
而現(xiàn)在，TA 的出現(xiàn)，完美解決了這個(gè)難題，也因此得到了學(xué)術(shù)圈的認(rèn)可。
這次的技術(shù)創(chuàng)新，不同于以往手術(shù)室的技術(shù)改良，而是從根本上改變以往 100 多年的止血理念。
如果說老一輩的外科醫(yī)生，只需要拿好手中的柳葉刀的話。那么新一代的外科醫(yī)生，不但要關(guān)心學(xué)術(shù)進(jìn)展，同樣需要對這些交叉學(xué)科技術(shù)有所涉獵。
而這些，離不開科學(xué)的進(jìn)展和外科技術(shù)的革新。這些改變，能夠讓外科手術(shù)實(shí)施更加完美，讓患者受到的損傷也更少。


參考文獻(xiàn)：
1. Li J, Celiz A D, Yang J, et al. Tough adhesives for diverse wet surfaces[J]. Science, 2017, 357(6349): 378-381.
2. Science 官網(wǎng)報(bào)告：Sealant inspired by slug slime could plug holes in the heart

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