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西安交大补亚忠、爱尔兰国立大学Abhay Pandit《Bioact. Mater.》综述:生物医用粘接剂的本体凝聚机理
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为了帮助学者进行Bioadhesive的设计与开发，促进临床转化，西安交通大学转化医学院医学工程研究所补亚忠研究员课题组与爱尔兰国立大学Abhay Pandit院士合作在期刊Bioactive Materials上发表了题为 ”Cohesion Mechanisms for Bioadhesives” 的综述文章。
该文章将Bioadhesive的作用总结为三点（图一）。1）伤口非侵入性闭合。传统的伤口闭合方式为缝合线、钉等，均为侵入性伤口闭合方式，存在造成组织二次创伤、引起异物反应、影响组织修复的可能性。作为一种非侵入性手段，Bioadhesive能够直接将受损的组织粘接到一起，已经得到了极大的关注。2）伤口渗漏密封。渗漏是术后或者组织损伤后一种常见并发症。如肺损伤后的气体渗漏，发病率高达50%。脑脊液漏可导致头痛、脑膜炎和癫痫等。而出血亦可作为血液的渗漏。Bioadhesive作为密封剂，在预防渗漏方面也发挥了重要作用。3）固定。Bioadhesive能够自我固定，充当功能性辅料以及递送活性分子或细胞；Bioadhesive亦能够将其他一些医疗器械以非侵入性的手段固定在组织内部，在体内医疗器械植入、组织工程支架固定、可穿戴设备等方面具有广泛的应用前景。
图一、Bioadhesive在生物医学上的应用
粘接能力是Bioadhesive的一项很重要的性能。Bioadhesive的粘接能力由本体凝聚机理（Cohesion mechanism）以及和粘接机理（Adhesion mechanism）共同决定。考虑到学者对Bioadhesive的粘接机理进行了大量的报道，在这项工作中，作者着重介绍了Bioadhesive的本体凝聚机理。作者将其分为共价策略以及非共价策略，具体包括酚羟基、NHS-活化酯、醛基、氰基丙烯酸酯类、点击化学、光交流、相转化、疏水作用等等。为了便于Bioadhesive的设计，作者详细讨论了本体凝聚力以及粘接机理之间的关系。如图二所示，作者认为，这种关系可分为：1）本体凝聚机理和粘接机理采用一种基团；2）本体凝聚除了利用粘接基团，另外加入额外的机理进行性能或功能的增强；3）Bioadhesive采用不同的本体凝聚机理与粘接机理。文章还对这三种方式的优缺点进行了概述。作者认为，对Bioadhesive的本体凝聚机理以及粘接机理之间关系的良好了解能够使Bioadhesive的设计与制备成为一种“排列组合”，这将极大加快Bioadhesive制备以及产业化。
图二、Bioadhesive的本体凝聚机理以及其与粘接机理的关系 最后作者提出，一种Bioadhesive不能满足所有的需求。需要根据特定的需求进行Bioadhesive的开发。比如，氰基丙烯酸酯类的Bioadhesive是一种很好的伤口闭合类材料，已经在临床上得到了一定应用，但是却不能用于密封。Bioglue®是一种性能优良的密封剂，但是其伤口闭合效果较差。随之而来的，根据不同应用选择不同的测试方式变得非常重要。为了便于学者筛选测试方式，作者在文中（图三）列举了六种粘接性能表征方式，两种溶胀测量方式，两种降解测量方式，六种细胞毒性测量方式以及六种表征细胞毒性结果的方式。对这些测量方式适用的Bioadhesive种类也进行了简单总结。作者希望此项工作能够帮助学者更好的了解Bioadhesive，从而加速Bioadhesive的开发以及临床应用。
图三、常见Bioadhesive检测方式。A，Bioadhesive粘接表征；B，Bioadhesive溶胀性能表征；C，Bioadhesive降解行为表征；D，Bioadhesive细胞毒性测量方式；E，常见细胞毒性结果表征方法
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2021.11.008
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