縫合技術大「藥」進 使用奈米顆粒雷射焊接傷口

編譯/高晟鈞

早在五千多年前,人們便開始使用針線縫合傷口,而這種手術也一直保留至今。針線縫合在大多數狀況中可以將撕裂的傷口或切口完美地連接在一起,一旦傷口整齊的固定在一塊,細胞便可以開始進行分裂,永久閉合組織空隙。

縫合技術再進化,研究團隊使用奈米顆粒雷射焊接傷口。(圖/截取自 Phys.org)

然而,沒有事情是完美的。在一些柔軟的內臟組織中,線可能會割斷組織並造成傷害,嚴重時甚至可能危害生命。近期,來自蘇黎世聯邦理工學院的研究人員已經找到一種可以使用雷射焊接傷口的方法,有望取得比傳統針線更精確、安全的治療效果。

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精準、即時控制溫度

焊接是透過加熱可熔化的黏合劑,將材料黏合在一塊。對於生物材料而言,溫度的控制必須非常精確,並保持在很狹隘的區間範圍。然而,以非侵入性方式測量溫度一直是生物焊接手術在醫學應用中的挑戰。

研究團隊開發了一種全新的奈米溫度測試系統,可以溫和地控制雷射焊接的溫度。為此,他們開發了一種含有金屬和陶瓷奈米粒子的黏合劑,當黏合劑受到雷射照射時,氮化鈦奈米顆粒可以將光轉化為熱能。黏合劑中特殊合成的釩酸鉍顆粒可以充當微型螢光奈米溫度計,能以發射特定波長的光,從而實現極其精確的即時溫度調節。

這種方法將十分適合微創手術使用,並以極精細的空間解析度確定表面與深層傷口的溫差。

溫和的紅外線

研究團隊在對各組織樣本的實驗室測試中,實現了胰腺或肝臟等器官傷口的快速、穩定地癒合,並且沒有發現生物排斥性。

研究團隊已經透過電腦數學模型優化了iSoldering(智慧焊接),成功密封了輸卵管、尿道和腸道等具有挑戰性的器官組織。此奈米顆粒複合材料已在日前申請了專利。

另外,研究人員還成功地利用更溫和的紅外線取代了雷射光。這意味著焊接技術離真正走入醫院的手術室已經不遠了。「如果使用經醫學認可的紅外線燈,則創新的焊接技術可以在傳統手術室使用,而無需另外的雷射保護措施。

資料來源:Phys.org

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