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        從羊腸線到智能縫合線

        2016-04-23 11:32:28張蕾
        新材料產(chǎn)業(yè) 2016年9期
        關(guān)鍵詞:縫合線縫線傷口

        張蕾

        在日常的生活和工作中,人們免不了要受到一些由器物造成的開放性創(chuàng)傷,依傷口大小和嚴(yán)重程度而異,我們可以選擇包扎,也可以選擇縫合。縫合,這個古老的封閉傷口、聯(lián)結(jié)組織的方法,在現(xiàn)代外科的臨床醫(yī)學(xué)實踐中依然是醫(yī)生普遍選擇的方式。而縫合線的使用,更讓人類的外科醫(yī)學(xué)發(fā)生了質(zhì)的改變。

        我國最早的外科縫合線——桑皮線

        早在5 500多年前,聰明的古代埃及人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并利用棉花的纖維、馬的鬃毛等對傷口進行縫合(圖1);我國古代相關(guān)典籍中也有先人用亞麻、頭發(fā)、豬鬃等縫合的記錄;古印第安人還有用大螞蟻頭咬合傷口來進行縫合的記錄(圖2)。上述種種,都是人們在當(dāng)時有限條件下對各種縫合材料的原始開發(fā)和應(yīng)用。目前,世界上關(guān)于人類使用縫合線的最早記載可以上溯到5 000年前的古代埃及,當(dāng)時制作法老的木乃伊就利用了縫合技術(shù)。而第一個使用縫合材料進行手術(shù)的記載來自公元前500年印度的醫(yī)者蘇胥如塔。

        我國醫(yī)學(xué)歷史悠久,創(chuàng)造出了許多可行的外科手術(shù)方法和材料。醫(yī)生們在繼承和發(fā)揚古人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,進一步發(fā)展并完善了切開引流、麻醉、清創(chuàng)縫合、截指、腸吻合、兔唇修補等手術(shù)方法和應(yīng)用器材,在人類外科學(xué)史上做出了巨大貢獻。

        清創(chuàng)縫合術(shù)是我國醫(yī)學(xué)史上的重要發(fā)明之一,廣泛應(yīng)用于人體各部的開放性損傷。1973年,在湖南長沙馬王堆3號漢墓出土的西漢文物——《五十二病方》中就有用酒清理創(chuàng)傷的記載;《諸病源候論·金瘡腸出候》記載:“金瘡腸斷,兩頭見者,可速續(xù)之。先以針縷如法,連續(xù)斷腸,便取雞血涂其際,勿令氣泄,即推而納之。但瘡?fù)凑?,?dāng)以生絲縷系,絕其血脈。”這是世界上有文獻記載最早的腸吻合手術(shù)記錄。

        到了隋唐時期,我國醫(yī)者對縫合傷口的材料進行了進一步的改進和提高。最重要的發(fā)明是使用桑皮線縫合腸管和皮膚,并廣泛應(yīng)用于臨床,取得了良好的醫(yī)治效果。

        所謂桑皮線,就是桑樹樹根的內(nèi)皮纖維,將表皮除去,露出柔軟的長纖維層,經(jīng)錘制加工而成之纖維細線(圖3)。桑皮線不僅制作方法簡單,應(yīng)用方便,不易斷折,更有清熱解毒、促進傷口愈合的治療作用。

        而日本現(xiàn)存最早的中醫(yī)養(yǎng)生療疾名典《醫(yī)心方》中曾記錄“若腸已斷者,以桑皮細線縫合,熱雞血涂之,乃令入”。我國現(xiàn)代著名耳鼻喉科專家、醫(yī)史學(xué)家耿鑒庭一生薈萃經(jīng)他人整理的《耿鑒庭論五官科》中記載:“桑白皮縫創(chuàng)傷法”一直用到西醫(yī)來華之后,才被其他方法替代。

        有生命的智能縫合線

        現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展對縫合材料的進步展起到了關(guān)鍵作用。自20世紀(jì)50年代開始,由于外科學(xué)的發(fā)展和外科手術(shù)遇到的挑戰(zhàn)越來越大,醫(yī)生對縫合線的性能要求越來越高,這也促成了人工合成縫合線時代的到來。這期間,縫合線大致被分為不可吸收和可吸收2大類。

        不可吸收縫合線主要有尼龍線、滌綸線、聚酯線、聚丙烯線和聚乙烯線等。尼龍線的彈性較大,適用于皮膚縫合,但是容易脫結(jié);聚酯纖維線的彈性和張力僅次于鋼絲,是理想的人造血管縫合材料;聚丙烯縫線不易被組織酶降解,且打結(jié)緊實,廣泛用于普外科、整形外科和眼科等。這些材料雖然不容易與人體的組織發(fā)生反應(yīng),但其易脫結(jié)、不吸收等問題越來越成為其使用的障礙,有逐漸被可吸收縫線替代的趨勢。

        20世紀(jì)70年代初,DG公司研發(fā)出可吸收的人工合成縫線——聚糖醇酸縫線,成為可吸收人工合成縫線發(fā)展的里程碑。之后,聚糖乳酸、普迪恩Ⅱ相繼出現(xiàn)。人工合成可吸收縫線的出現(xiàn),避免了之前動物腸線與人體組織相容出現(xiàn)的炎癥和變態(tài)反應(yīng),因此受到國際醫(yī)療界的認(rèn)可,不斷衍生出新型產(chǎn)品。

        1997年,我國的曾家修教授發(fā)明了純天然可吸收膠原蛋白縫合線(圖4),該種材料的主要成分是膠原蛋白,是安全無排異性的生物材料,并且是可以被皮膚和組織吸收的縫合材料。

        現(xiàn)在,科技的發(fā)展賦予外科手術(shù)縫合線以生命。據(jù)美國研究人員的研究成果顯示,他們已經(jīng)研究出具有能監(jiān)測創(chuàng)口及加速愈合的傳感器的智能電子縫合線(圖5)。

        這種電子縫合線由高分子聚合物或絲線組成,并配以微型傳感器??p合線能自己穿過針眼,并能系住皮膚、拉緊、打結(jié)。

        這種縫合線能準(zhǔn)確地測量溫度,進而判斷傷口是否感染。為傷口加熱可以促進愈合也是已知的事實。智能縫合線的發(fā)明人,伊利諾伊大學(xué)香檳分校的材料科學(xué)與工程教授約翰·羅杰斯(JohnRogers)介紹,未來還可以在縫合線上裝載能提供電刺激的裝置來促使傷口愈合。

        研究人員為縫合線裝上了2類溫度傳感器。一類是隨溫度改變電流輸出的硅二極管;另一類是隨溫度改變其電阻值的鉑納米膜電阻。同時,微加熱器就是簡單的細金絲,當(dāng)電流通過時它們即能發(fā)熱。

        研究人員已經(jīng)在老鼠皮膚的切口上測試了縫合線的彈性力學(xué)及韌性,但還未在動物身上測試溫度傳感及加熱功能。他們也在研究如何無線控制裝置。

        科技的力量無處不在顯現(xiàn),相信在不久的將來,智能縫合線已經(jīng)不再讓我們驚奇,它也將被更先進的材料或手段代替,外科醫(yī)學(xué)的發(fā)展終將會為人類的健康和生命的延續(xù)做出更大的貢獻,而醫(yī)用材料的進步也會在其中發(fā)揮更加重要的作用。

        參考文獻

        [1] 桑皮線——中國最早發(fā)明的外科縫合線[J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠程教育,2013,11(2):129.

        [2] 中國測控網(wǎng).美國發(fā)明可監(jiān)測感染的智能手術(shù)縫合線[EB/OL].(2012-09-17)[2016-08-24].http://www.maydeal. com/news/25430.html.

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