粘合剂可分为天然组织粘合剂和合成性组织粘合剂 。 天然的组织粘合剂因为低毒性、生物适应性比较好而更受欢迎 ， 多糖、胶原蛋白、白蛋白等都可以作为天然组织粘合剂的原料 。 但这些物质也有一个很大的弱点——力学强度有限 ， 尤其是在很湿的组织表面上粘附性很差 。 因此 ， 当天然组织粘合剂遇到大量出血 ， 粘合效果就会大打折扣 。
针对这种缺陷 ， 2019年来自浙江大学的研究团队对组织黏合剂进行改良 ， 通过添加糖类增强了它的力学强度 ， 同时加入具有光反应性的基团 ， 制成甲基丙烯酰基明胶（GelMA） ， 将其和其他生物大分子混合做出水凝胶 。 这种材料不仅可以应对出血量较大的情况 ， 还可以在紫外线的照射下 ， 使明胶上的甲基丙烯酰基快速手牵手 ， 形成凝胶 ， 粘附在流血的血管上并把伤口封闭住 。

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紫外光激活 ， 快速形成水凝胶
凝胶+蛇毒 ， 止血效果up
使用GelMA技术 ， 紫外线照射的一大问题就是会造成DNA损伤和突变 。 如果仅用可见光就能激活粘合剂的交联 ， 那么不仅可以降低组织的损伤 ， 还能提供细胞的成活率 。
2021年7月 ， 一项新研究发布在《科学进展》中 ， 研究人员在GelMA中加入了三乙醇胺、N-乙烯基己内酰胺和伊红Y ， 实现了在430~530 nm可见光的短暂照射下就让GelMA发生交联 ， 形成凝胶 ， 扩大了这种组织粘合剂的应用场景 。 科学家们称 ， 一只激光笔甚至是手机的手电就可以让药物迅速发挥作用 ， 闭合伤口 。


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430~530 nm可见光激光笔即可以激活HAD形成水凝胶
但是由于GelMA本身的止血效果较弱 ， 对于严重出血的病例可能帮助非常有限 ， 为了克服这个缺点 ， 科学家们受到了矛头蝮蛇毒的启发 ， 向GelMA中加入爬虫酶 ， 各取所长 ， 制成了这种既可以在可见光下迅速发生交联 ， 在伤口处形成物理屏障 ， 又可以加速纤维蛋白网形成的全新止血粘合剂HAD 。
研究中 ， 科学家们对这款HAD进行了全方位的测试 。
在粘附强度测试中 ， 它的粘附强度几乎是市售组织粘合剂纤维蛋白胶水的10倍 。 体外的凝血测试中 ， 科学家们使用没有血小板的血浆 ， 测试在没有干预的条件下 ， 血液凝固时间在5-6分钟 ，使用纤维蛋白胶水可大大降低凝固时间到约1分30秒 ， 而使用这种最新型HAD粘合剂血液凝固只需约45秒 。
在实验动物体内 ， 科学家们使用了四种不同的出血模型 ， 来模拟不同的受伤场景 ， 并对出血量和凝血的时间进行了测定 。


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对HAD进行在体测试的4个受伤场景 
在所有模型中 ， HAD均可以显著加速皮肤伤口的关闭 ， 并在血管非常丰富的组织中 ， 将失血量和凝血时间均降低约50% 。


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多种方法处理皮肤切割伤的对比图 
根据电子显微镜对于伤口处的观察 ， 研究者提出了HAD发挥作用的模型：当HAD的成胶前溶液与受伤组织接触的时候 ， 首先发生扩散和渗透 ， 与组织的界面充分接触 。 在经过光的激活后 ， HAD迅速多聚化 ， 产生的多聚物与组织交织在一起 ， 形成了互锁结构 。