用于介入手术后动脉/心脏伤口闭合的稳健水激活组织粘合补片

在数秒内阻止危险失血

在外科医生修补心脏或大动脉时，必须在患者大量出血之前封堵器械留下的孔洞。现有的闭合装置常在较大穿刺或钙化、病变的血管上表现不佳，有时会在最危险的时刻失效。本研究介绍了一种新型补片，它利用水——而非热熔胶、缝线或复杂装置——能瞬间转变为牢固、抓附组织的密封体，能够在几秒内阻止即便是高压动脉或心脏出血。

为什么外科孔洞难以闭合

现代心脏与血管手术越来越多地通过腕部、腹股沟或心尖等微小通道进行。但随着导管和瓣膜变大，它们留下的孔也更难封堵。现有装置常依赖需穿过脆弱血管壁的缝线，或是部分置入血管内的塞子，后者会增加血栓形成和血流阻塞的风险。当孔洞较大、血压很高或血管壁僵硬钙化时，这些系统可能失效。因此，外科医生需要一种能在潮湿且运动的组织上快速起作用、且不会在血流内留下刚性器件的闭合方法。

一种把血液变成触发器的补片

研究者设计了水激活组织粘合补片（WAP），外观如软海绵，表面涂有一层薄而不可见的特殊聚合物。基底是常见的医用明胶海绵，涂层由医用级聚乙二醇（PEG）衍生物和一对小剂量的氧化还原催化剂构成。补片一接触到出血面，血液中的水分便溶解涂层形成粘稠液体，该液体吸收流体并短暂将血液从组织表面推出。数秒内，溶解的 PEG 分子相互反应并与组织表面的天然基团发生交联，凝固为固态凝胶，与血管或心脏的外层相互勾连。结果形成一层牢固锚定的水凝胶“皮”，密封孔洞，并由其后的海绵支撑。

构建快速、强力且安全的粘附

为使该概念具备实用性，团队必须在速度、强度与安全性之间取得平衡。他们调节了 PEG 分子的链长与构型以及催化剂用量，使涂层在约 10 秒内在流动血液中熔化并固化。机械测试表明，优化配方能牢固黏附多种器官表面，包括胃、皮肤、心脏、肝脏和肺脏，并在潮湿表面上优于几种商业外科粘接剂。与明胶海绵结合后，补片承受的压力超过 300 mmHg——远高于正常或极高血压——表明它能可靠封堵大动脉。细胞实验和大鼠皮下植入的体内研究显示，该材料无毒，逐渐膨胀并在数月内缓慢降解，且不会引发有害的长期炎症反应。

从实验台走向跳动的心脏

随后在逼真的动物大出血模型中测试了该补片。在兔子实验中，即便出血源被血液掩盖、类似创伤性损伤的情形下，补片也能迅速止住严重的股动脉出血。在猪的试验中，团队封堵了跳动心脏的刺伤以及由 14F 和 20F 导管鞘造成的大口径动脉穿刺。在这些测试中，按压补片约 30 秒到 1 分钟即可完全停止失血。几周的随访影像与组织分析显示，动脉和心壁按正常结构愈合，未见血栓、假性动脉瘤或心力衰竭征象。通过治疗血管的血流保持通畅，材料在愈合过程中逐渐整合并降解。

这对未来患者意味着什么

对患者而言，这项技术有望通过将危险的高压泄漏转化为快速的“贴—按”操作，使复杂的心血管手术更安全、更快捷。由于补片能在潮湿、运动的组织上发挥作用且不在血管内残留刚性部件，它可能适用于大口径穿刺、病变血管及心尖经路等当前装置难以处理的情况。配合合适的输送工具，这种水激活补片有潜力成为现成的闭合选项，供急救人员和介入外科医生快速封堵危及生命的动脉与心脏伤口，为后续救治争取关键时间。

引用: Huang, Y., Zhu, Q., Gu, Y. et al. Robust water-activated tissue adhesive patch for arterial/heart wound closure after intervention surgery. Nat Commun 17, 1625 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68338-y

关键词: 组织粘合补片, 动脉伤口闭合, 止血, 介入心脏病学, PEG 水凝胶