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2018年 9月26日-28日 | 上海世博展览馆

新型水凝胶:眼部受伤封闭,只要五分钟

2017-12-21

眼睛是身体一个非常脆弱的部位,而意外所导致的眼睛损伤,在很多情况下很难得到立刻专业的修复。如何快速有效地封闭眼球的损伤,对于挽救伤者的视力来说,具有重要的意义。也许此时,医院还在很远的地方,医护人员的救助就是在与时间赛跑。

来自南加州大学(USC)的科学家们开发了一种凝胶,可以快速的封闭眼睛的损伤,帮助解决这一难题,为患者后续的治疗和恢复,争取有效的时间。来自跨学科的团队共同参与了这一研发过程。他们开发了一种可逆的、温度敏感的凝胶,可以对眼部损伤进行临时的封闭。当这种凝胶应用于眼部时,会从液体变化成为超强的半固体。当患者准备好进行手术时,医生可以通过加入冷水来使得封闭移除。研究结果发表在12月6日的《Science Translational Medicine》上。

研究人员开发了一种新型的水凝胶,可以在眼部损伤的患者到达医院之前使用。

图片来源:Science Translational Medicine

“如果你看看过去几十年的历史数据,与战争相关的眼部损伤的比率从百分之一上升到百分之十到百分之十五。其中一些可以归因于战争的变化,特别是在使用简易爆炸装置的情况下,”美国南加州大学Roski眼科研究所的研究眼科学助理教授John Whalen说。他是USC生物医学疗法研究所的成员。“当国防部要求科学界开发新的治疗眼外伤的方法时,我们立刻想到了一种先进的材料,我们以前曾用它作为视网膜植入物的粘合剂。”

这种用于视网膜植入的材料是一种水凝胶,称为PNIPAM,即聚(N-异丙基丙烯酰胺),它具有的独特属性非常适合这一方向的应用:当冷却的时候,这种凝胶会变成液体状很方便使用,当温度升高时,它会成为一种粘性的半固体,具有很强的附着力。

“因为最初的水凝胶转变的温度非常接近于人类眼睛的温度,因而我们需要修饰它的属性来确保当它应用于眼部时能够迅速的实现固态封闭,”研究的领导者NikiBayat表示,“现在这种智能的水凝胶提供了一种完美的、可逆的封闭,有望成为第二代组织粘合剂。”

当眼科医生准备好对眼睛进行修复时,水凝胶可以通过向眼中加入冷水粘度减弱而取出。

研究小组还开发了一种特殊的水凝胶注射器,它可以很容易地在前线使用,并且能够在使用之前迅速冷却水凝胶。注射器有一个冷却室,里面装满了硝酸铵晶体——这是一种速冻冰袋。通过将水加到室内,晶体可以在30秒内激活并冷却水凝胶。

“我们希望能够优化传送装置,使它不仅能快速冷却水凝胶,还能在保持它的温度,给用户一个10分钟的窗口期来填充眼睛的穿孔,”Whalen说,“它用起来很简单——几乎就像把浴室的缝隙做封闭一样。”

这种方法也会从整体上减少眼睛伤口关闭的时间。这种临时的干预手段可以将原有的30分钟甚至更长的修复时间减少到5分钟之内,为医护人员争取宝贵的时间。在兔子的模型中,水凝胶改善了眼睛内的压力,这对于预防视网膜脱离最终导致视力丧失至关重要。研究人员希望在2019年开始对人类进行临床安全测试。

来源:康健新视野