加入了受伤

小早产儿女孩为她的生活,由手覆盖着一层白色乳胶手套。她的身体从底层的棕榈延伸至一个手指,在她的头支持手腕和腿晃来晃去的过去的指尖。她斑驳,滴灌的手臂的长度是另一个手指,而她的肚子隆起和不成比例的令人恐慌,复杂的肠子压在她皮肤明显。

外科医生迈克尔·哈里森从加州大学,旧金山,美国使用痛苦的图片突出的风险胎儿访问的技术,他是先驱。一些条件对胎儿构成危险如此之大,它们迫使医生像哈里森经营,他们还在子宫里。这种手术交易为一个较小的一个更大的威胁。狭窄的仪器操作,哈里森线程的孔洞防护羊膜囊。然而,这可能囊破裂,导致婴儿早产,可能它的死亡。

“这是一个可怕的尚未解决的问题,”哈里森说。他因此被开发保护胶材料可以应用于膜之前程序停止这样的破裂。在这一过程中,他与我们化学家罗伯特·格拉布来自加州理工学院的和菲利普·梅瑟史密斯对比加州大学伯克利分校。如果我们可以preseal膜,然后你可以通过它把任何你想要的,它不会泄漏,”他说。

如果你曾经对你的手指有石膏脱落的碗碗你就会知道这是如此困难的原因之一。水是常用的粘合剂聚合物的对手。小的水分子进入网络的聚合物长链,在胶粘剂和表面他们加入。水膨胀粘合剂,偶然的一次机会,改变自己的属性,并开始打破。和羊膜囊,在我们的身体就像许多其他地方胶粘剂可能是有用的,是充满水的身体的液体。

因此化学家开发系统,希望能克服液体。有些是自然中获取灵感,贻贝和蜗牛的形式,而另一些发明了胶粘剂由电力控制。但是对于最终的成功他们也必须证明他们的胶水是有效的,足够安全进入我们的身体,在极近距离可用。

寻找胶水

手术粘合剂和密封剂已经存在,主要为停止出血,并获得制造商大约17亿美元(£12亿)2015年,根据研究机构市场和市场。60%的纤维蛋白胶等生物粘合剂,使用组件从血浆分离、酶凝血酶分解纤维蛋白原纤维蛋白凝块。而粘,这种凝块并不会形成强大的债券,然而,在48小时内打破。原料必须来自人类的血液,他们的可用性也是有限的,可能有疾病传播的担忧。在合成粘合剂、聚合物类似于强力胶,cyanoacrylates,医学上已使用至少从越南战争。然而,他们主要用于皮肤外部粘合在一起的,当他们分解释放有毒的甲醛,接触水,继续削弱他们。

一个源自更具创新性的方法大卫Mandley拉夫堡大学的博士研究英国在1990年代早期。他研究了材料的粘合性能开发的响应,由Tissuemed赞助,在利兹,英国,Mandley现在是首席执行官。该公司意识到,体内就只能点亮小区域,因此Tissuemed掉光固化方面,采用化学使更大的产品。结果,被称为TissuePatch,自2007年以来出售密封空气泄漏在肺部amd硬铝膜包围大脑和脊柱神经外科。

我们经常叫TissuePatch“手术薄膜”,“Mandley解释道。它的顶面是一个无粘着力的阻挡层的聚(lactide-co-glycolide) (PLGA),医疗设备的广泛使用的聚合物。较低的表面是公司的TissueBond胶粘剂,共聚物乙烯基吡咯烷酮(PVP)和丙烯酸(PAA),后者部分functionalisedN-hydroxysuccinimide(NHS)。PVP和PAA提供初始的策略,然后NHS与蛋白质的反应组织表面形成共价酰胺债券持有长期设备到位,“Mandley说。植入后,水在病人的身体和酶降解,与PLGA在12周内消失。TissueBond层持久,但最终也坏了。

Mandley形容TissuePatch运作领域的“湿润”而不是“ultrawet”。有未满足的需求在很潮湿的情况下,”他解释说。他强调,满足这种需求的产品旨在进入和降低人的身体内除了物理和化学带来挑战——他们还必须获得政府的批准。“这是这些新兴产品如何找到通过监管过程可能是一个挑战,”Mandley说。

Cohera医疗、总部位于美国北卡罗莱纳,已经成功地实现这一过程。它销售聚氨酯胶粘剂的水是一个盟友,而不是敌人。异氰酸酯积木共价债券彼此和附近组织在水中的存在,解释了Cohera的首席科学官多蒂克洛。然而传统的聚氨酯基于甲苯二异氰酸酯不适用于医疗用途。当分解你生产甲苯二胺,这是一种致癌物质,”克洛说。

Cohera是匹兹堡大学的分离出来,我们在2006年基础上的研究埃里克·贝克曼找到一个更安全的替代现有的聚氨酯。贝克曼发达异氰酸酯分解成氨基酸赖氨酸,已经在我们的身体。由此产生的胶粘剂,称为TissuGlu手术粘合剂,是10倍纤维蛋白胶,小丑说。首次使用是确保大型的组织皮瓣整形的腹部除皱手术。外科医生给TissuGlu gun-shaped器,有三个平行桶交付均匀间隔的水滴。TissuGlu存在在整个治疗期间的大约三个星期,直到自然组织重建胶原蛋白债券,”克洛解释道。

TissuGlu获得CE标志批准后在2011年和130年欧洲人的临床试验是通过美国食品和药物管理局(FDA)在2015年2月。Cohera已经增加了在美国率先推出的一款限量销售,根据小丑。Cohera也结合了与硅烷化学生产的医用聚氨酯Sylys外科密封胶,使固化速度远远快于在TissuGlu non-biocompatible催化剂。Sylys已经被证明可以减少原油泄漏可能致命的肠手术后,在2014年为它获得CE标志批准,目前被美国食品和药物管理局评估。

贻贝权力

而Cohera和Tissuemed的产品覆盖或关闭相对较大的漏洞,哈里森钥匙孔胎儿手术。因此他需要比大补丁或涂抹器更复杂的工具。“你必须把胶放在最小的潜在羊膜膜和子宫壁之间的空间,”哈里森说。

他渴望精密导致哈里森与梅瑟史密斯对比,模拟锚贻贝足丝蛋白胶的海底。这些蛋白质的关键特性是一个不同寻常的二羟基苯丙氨酸含澳门万博公司量高,氨基酸不能直接编码的遗传指令。多巴含有儿茶酚团体可以通过各种类型的附加到表面化学成键。

我几年前访问了旧金山和迈克做了实验室实验,”梅瑟史密斯对比回忆说。“我和他,用我们自己的双手,做早期的东西。“梅瑟史密斯对比开发了聚乙二醇(PEG)手术密封剂高儿茶酚组内容适用于潮湿环境。凝胶,需要彻底的聚合物与高碘酸钠混合之前,应用程序在一个短的时间内,在微创手术会带来问题。

”两个解下来一根针穿过几厘米的组织成一个你不想胶粘剂的密闭区域传播带来巨大的工程挑战,”梅瑟史密斯对比承认。但他们不是不可逾越的。在测试在2013年出版的兔子,比利时和瑞士的研究人员分别用移液器吸取两个部分,直接刺穿了胎儿的膜。¹这个粗糙的方法增加胎儿生存控制实验从36%至80%。

然而批准仍然遥远,甚至成立的子公司梅瑟史密斯对比不愿追求它。“2007年,我公司的业务人看着它说“市场只是太小”,”他说。“投资者希望基金的想法要方法数十亿美元的市场。所以粘合剂的商业想法胎儿手术死亡。2012年梅瑟史密斯对比的原始技术收购Netherlands-headquartered跨国DSM,拒绝评论任何方面的地位。

卡的选项

哈里森的寻找合适的pre-sealant粘合剂随后通过包括Grubbs增长丹尼尔·施瓦兹加州大学旧金山分校的眼科医生都知道。施瓦兹的指导下,Hoyong涌——前Grubbs团队——开发不同的两部分,mussel-inspired胶去除化学粒子从病人的眼睛。一个组件的粘合剂是基于PAA,包含NHS TissueBond粘合剂,但也多巴组。²第二部分是基于挂钩,当与第一个组件混合反应生成最终的胶粘剂在30秒内。

我们看到一个单组分系统是理想的

菲利普•梅瑟史密斯对比

该小组已经根据这种方法申请专利。Chung说,尽管这只是“最简单和最快的方式显示最初的可能性生物粘合剂”,步骤正在改进和商业化。然而钟,现继续生物胶粘剂的研究在他自己的团队在佛罗里达州立大学,我们也强调,多巴不工作“神奇”。苯邻二酚组只能加强附着力良好的聚合物,”他说。

梅瑟史密斯对比应用这一观点在开发新一代的粘合剂。我们得到非常好的附着力,但当你力量应用于系统内破裂胶粘剂本身,”他承认。为了克服这个,他再次向贻贝足丝蛋白质网络,富含铁、加强网络通过非共价iron-catechol协调。梅瑟史密斯对比现在的团队在其研究中使用铁交联。³他说,“他们加强胶。如果你把胶,这些牺牲债券破裂,但他们也改革负载时删除。“梅瑟史密斯对比调查简化胶粘剂配方高碘酸,不需要一个单独的组件。'我不会放弃在双组分系统上,但我们确实看到一个单组分系统是理想的,”他说。

缓慢的进展

但是其他人已经开发涂粘合剂的fluid-soaked微创操作,包括在法国壁虎生物医学的创始人包括麻省理工学院的生物罗伯特·兰格。它也有灵感取自大自然——但不是壁虎甚至贻贝,解释道玛丽亚·佩雷拉,该公司的研究主管。沙堡蠕虫和蜗牛有显著的粘性分泌物,甚至在具有挑战性的环境中,保持原来的状态,”她说。这些分泌物含有疏水组件击退水。”

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特里·斯蒂尔

壁虎生物医学设计blue-light-cured粘合剂聚合物由甘油和癸二酸、脂肪中天然提取的单体两个我们的身体。⁴其材料疏水性和粘滞在固化之前,阻止它被体液冲走。”其粘合性能只有激活特定的光波长,使临床医生打开时正确定位,”佩雷拉说。这个组织密封剂,称为GB02定于2016年进入临床试验的人。

特里·斯蒂尔在新加坡南洋理工大学(南大)也在研究光固化组织粘合剂。然而,他发现了另一种固化的刺激,他认为更好的交通领域:电力。“试图让强烈的光进入光纤,然后完全你的电影在哪里,这是一个高科技工程步骤,”斯蒂尔集锦。“这将是更容易把两个铜导线。

电打开不同寻常的碳烯化学交联聚合。碳烯高活性自由基物种迅速组装成当他们形成聚合物网络。通常他们由暴露aryl-diazirine前兆,但是此前斯蒂尔意识到碳烯也产生电化学原理。他还怀疑这种方法可用于水样液体像血,虽然每个人都他问是持怀疑态度,称这种反应只在有机溶剂中工作。

无所畏惧,斯蒂尔问他的同事剑锋平尝试它。他回来了,说”实验了所有错误的:一旦我外加电压,就硬”,”斯蒂尔回忆说。误解斯蒂尔的意图,平一直在寻找一种颜色改变。”他说,“我把样品已经扔掉了!”我说,“听起来像是——去样品好!”

南大团队的光——电固化粘合剂的目的是作为一种血管内修复drug-releasing电影。⁵可能是有用的,例如,防止疤痕组织形成,寻求扩大狭窄的动脉血管成形术后操作。两种胶粘剂目前已在动物身上进行测试检查组织如何反应。因此漫长的审批过程意味着它将很长时间使用它们在实践中——如果他们曾经是。如果我们有完美的今天,市场上几乎是在五年之内,因为所有你需要FDA许可,”斯蒂尔哀叹道。

然而稳定的新管道胶粘剂的选择是运球慢慢推向市场,推动像哈里森的医疗需求,梅瑟史密斯对比发现“令人信服的”。他是这样一个鼓舞人心的人充满激情的,”梅瑟史密斯对比说。”,让我决心得到适当的资源。我很高兴我们终于似乎达到了这一点。也许是几年前我们报告任何意义重大,但至少我们有这个框架,使它容易得多。

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