

近十年前,Jeffrey Karp 在玩弄他制作的一种新型可生物降解聚合物。他当时是麻省理工学院的博士后研究员。他最终将两块玻璃粘在了一起……但后来忘了这件事。他最终将这种材料用于其他用途(如果你好奇的话,是用于构建人工器官的支架)。
Karp,现任波士顿 Brigham and Women’s Hospital 的研究员,在接受《Popular Science》采访时表示:“在科学研究中,保持专注并以科学严谨的态度推进项目至关重要,因此我没有时间去探索所有这些副项目。”
然后他遇到了 Pedro del Nido,波士顿儿童医院的心脏外科医生。Del Nido 专门治疗儿童心脏缺陷,也就是心脏上不该存在的“洞”。他想知道 Karp 是否能制造一种能在心脏内使用的外科胶水。这可是一个艰巨的任务:这种胶水必须可生物降解,对体内使用安全,具有一定的弹性,并且足够坚固,能够持续粘合在不断被血液冲刷的跳动肌肉上。
“我们一直在寻找一种粘合方法,”del Nido 说。
Karp 想起了那种能粘合玻璃的细胞支架。他以此为基础,与 del Nido 以及一群外科医生和工程师合作,开发了一种胶水,他们最近在活体大鼠和小猪的心脏上进行了测试。这种胶水由身体通常产生的亲肤化学物质制成。Del Nido 希望,未来这可能成为医生在许多手术中依赖的缝合方式的一种更温和的替代方案。“所有的针头和线本身都会对健康组织造成损伤,”他说。“我们一直在寻找一种粘合方法。”
Del Nido 和 Karp 的最新研究将他们的发明推向了商业化公司接手前的最后阶段,该公司将完成其所需的动物和人体测试,然后才能申请监管批准。Karp 说,总部位于巴黎的 Gecko Biomedical 公司已获得该技术的授权,并计划首先在欧洲推出该产品,然后很快在美国上市。
Karp 和 del Nido 进行的测试包括在实验室大鼠中封闭心脏缺损,以及在猪动脉中封闭切口。他们还使用这种胶水将另一种由 Karp 发明的可生物降解材料制成的补片,粘贴在四头猪仍然跳动的心脏的厚内壁上。他们跟踪了这些猪长达 24 小时。他们发现,补片在整个过程中都保持原位,即使在给其中两头猪注射了会使其心率升高到约每分钟 190 次(一个人剧烈运动时可能达到的心率),并将血压升高到约 200 mmHg(这比即使是不健康的人类血压通常能达到的水平还要高)后也是如此。
Del Nido 说:“它实际上能在最接近我们将在人类临床环境中看到的情况下的条件下工作。”

如果这种新型胶水通过 Gecko Biomedical 的进一步测试并进入医院,它可能成为第一种能在心脏这种严苛条件下工作的胶水。目前市面上有一些美国食品药品监督管理局(FDA)批准的外科胶水,但它们要么不够坚固,不能用于心脏,要么虽然坚固,但对人体有毒,因此只能用于封闭皮肤表面的伤口。
那么,Karp 是如何想到用他所选择的化学物质来制造这种胶水的呢?他说,他受到蜘蛛和昆虫能够分泌能粘附在潮湿表面的物质的启发。(想想:蜗牛粘液。)他发现,这些分泌物粘稠且疏水,即排斥水分。新型胶水也同样如此,它很浓稠,涂在被体液弄湿的器官上时不会被冲走。然后,只需用紫外线照射五秒钟,粘稠的凝胶就会变成固体,与心脏的纤维交织在一起,牢牢固定。
Karp、del Nido 和他们的同事今天在《Science Translational Medicine》杂志上发表了他们的研究成果。