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医药粘合剂

作者:阿兰·罗伯茨(Alan C. Roberts)


许多世纪来,人体组织的接合和封闭是用针线来完成。许多种缝合材料的使用各有不同的成功,它们主要由天然产物组成,诸如棉木纤维、麻和动物的腱索等。
现代外料科学使诸如尼龙、涤纶等合成材料益显重要。数代外科医生已把通过缝合使伤口封闭的办法当作习惯性的标准方法。然而在过去的二十五年来,外科医生对用粘合剂粘结来取代和扩充传统的缝合愈发感兴趣。这种兴趣是来自许多理由:组织结合快速;粘结面可有效地全面封闭组织,从而防止体液的渗出;形成的粘结不会使组织变形;当因为疾病很难用缝合法来修补组织时,粘结法有可能改善此况;能在体内不易接近的部位来有效地封闭组织,还可减少感染。
此外,传统的面部皮肤缝合会导致“拉链”效应(因为针孔印在伤口两边都存在),而导致影响美观的后遗症。当用粘合剂封闭时,就无此问题,因此在面部手术更具价值。
最初的氰基丙烯酸酯即氰基丙烯酸甲酯的分子量最低,用它作粉剂时,大量分子会布满粘结区,因此形成许多聚合键,由此产生高抗张强度的粘结。氰基丙烯酸甲酯被推荐用于刚性结构的粘合剂。
氰基丙烯酸乙酯分子量略高于甲酯,虽然它们的粘合剂性质相似。由于乙酯分子量大,平均粘结区面积的分子数量比甲酯要少,因此乙酯形成的刚性低,宜用作聚合物粘合用。氰基丙烯酸丁酯比起甲酯和乙酯的分子量要大,因此丁酯粘合剂的固化比甲酯和乙酯粘合剂要慢,且较软,挥发性低。在整校骨和软组织的外科应用上,稍慢的固化无疑是优点,氰基丙烯酸丁酯的不易挥发使它成为医用粘合剂的有利条件。
丁酯的分子量比甲酯和都乙酯大,挥发性也就低。丁酯具有消除“雾霜”的特性。“雾霜”是指氰基丙烯酸酯快速固化而在粘接线上留下白迹,对外科手术过程来讲非常重要。
  医药用粘合剂是由丁酯组成,它具备一系列神奇的性能,满足伤口密封的需要。当氰基丙烯酸酯在与要黏合的组织表面的水分反应后聚合,符合氰基丙烯酸酯粘合剂的化学机理。
皮肤表面的现象
用酸性稳定剂可防止分子交联,使氰基丙烯酸酯保持液态,这现象对外科手术尤有利。
通常在暴露在大气的表面存在的部分电离水分子具有中和阻聚剂的作用。在人体皮肤表面,正常水份达到700毫升之多。当在皮肤组织表面用上氰基丙烯酸酯时,阻聚剂就会消除,而化学作用使分子结在一起,在十秒钟内完成聚合。良好的操作有利于聚合反应的效果。对组织正确的估算有助于得到理想的结果,在细微封口的区域,用最少量的粘合剂来达到最佳的效果,因此外科手术要求精确应用粘合剂。粘结机理是在粘合剂和皮肤表面之间择优录取障的吸引而致。粘结强度与互相吸引的分子数目有关。物理固定也是使粘合剂渗透到组织不规则凹凸表面。粘合剂渗透到组织的孔隙里,以聚合达到固定目的。粘结强度与组织的形态结构和接触面有关。只要伤口处不是处于极度紧张状态,氰基丙烯酸酯的功效完全可以比美传统的缝合法。如在紧张状态,则可用缝合方法辅助粘合剂的粘接,从而降低感染率,节省伤口包扎的宝贵时间,减少住医院的时间,因为病人不必回医院拆缝合线了。
临床性能
氰基丙烯酸丁酯是一种快速有效的止血剂。表皮上面渗血是外科手术的一个难题,但氰基丙烯酸丁酯已证实是有最佳效果的止血剂。它在越南战争时以气溶胶喷筒形式出现,氰基丙烯酸丁酯在前线治理严重出血和软组织损伤的伤员时被誉为“救命剂”。
现在,它的止血机理正由实验室的人们推断而得。其假说是酯能形成一层厚膜阻止缓慢的流血,并有表面活性剂促进血流的凝结。这种假说的根据是这层厚膜形成多孔物质,当血侵入此膜会被粘合剂的孔穴内凝固。
临床报告提到用氰基丙烯酸丁酯还有轻度的麻醉效果。这里又可用厚膜现象解释,膜能封闭神经末端,减少痛感。在投入产品和面部手术中,已有一些外科手术不用表面麻醉而成功的实例。生化降解和从粘合位置除去的时间是由聚合物的降解和表面的脱落特性决定的。研究证实,降解的速度在体内和体外是相似的。降解速度与氰基丙烯酸酯有关,甲酯降解比其它酯类更快,随著基团越高,降解越慢。同系列产物越向上增,组织的炎症反应越低。丁基衍生物和更高同系物比缝合法更适宜于软组织。数据得到的结论是烷基链的长度决定毒性程度,甲酯毒性最大,因此适用于工业,而丁酯是组织能接受的,可作医药应用。医药专用的氰基丙烯酸正丁酯现在已被广泛应用。
lndermil(r)是装在聚乙烯塑料瓶里的低粘度溶液,用伽玛射线消毒。它有两种包装,诊所包装型是事先用伽玛射线消毒的密封箔片束袋,适于突发事故和急诊或现场使用,军医和兽医也用此包装。
lndermil Theatre包装顾名思义即为医院手术过程时使用。箔片包装也须用伽玛射线彻底消毒密封。每个包装包括粘合剂和其它配合精确敷料配套另件。这种灵敏系统可使外科医生精确控制在手术区的敷料量。这套装置会按由外科医生选的程序,定量配得lndermil,敷料到位,从滴加开始,可控制大中小各种连续的流量。敷料的范围全由外科医生控制。脚踏开关可方便的把选定量的粘合剂,经有机硅管子进入套管,传送到使用处。
这套精密装置使过去不可能或很难进行的手术可进行尝试。许多手术范围都有很难闭合的组织,而精密敷料器可用柔韧的套管到达远处。精密敷料系统的继续发展必将使安全无害手术新领域受惠。
替代的粘合剂
替代的粘合剂现状出现了各种生物和技术的问题。
自1909年起,纤维蛋白组织就用在外科手术中,纤维蛋白粘合剂粘结强度低,所谓有粘无结。开发凝血制品受到可能的HIV感染传播危险而有所局限,人体凝血粘合剂因此有许多限制。但是在手术室用病人自己的血来制造自体纤维蛋白却是可能的事。
自体纤维组织蛋白粘合剂(AFTA)也有不少缺点,过程复杂,且费时,制得量很少。虽然它具有病人自己的不会感染的血的优点,但与用lndermil液体缝合对比,它的粘结力也低得多。
又有人尝试用海洋软体动物Mytilus Edilis和其它双壳动物吸附在海底的特性来开发生物粘合剂,此时须加入特别的聚酚蛋白作为活性剂。
这种聚酚蛋白的秘密在于它的酚腺和其它蛋白在附著面上形成粘片。试图从贻贝(淡菜)酚蛋白发展外科手术粘合剂十分艰难且令人失望。问题在于,从贻贝中分离得到有用的蛋白量很少,从十万个贻贝只能提取1克蛋白。合成蛋白虽能生产,但尚不能达到粘合剂性能要求。
结论
就功能和临床效果而言,前述的氰基丙烯酸酯仍保留其一流的位置。作为一种常备的无菌组织粘合剂的好处在于,在诊所或手术室随时可以取用,满足现代手术的要求。现今的环境对成本要求也很高。近来的研究报告发现,组织粘合剂的成本与可吸收的缝合手术相彷,为病人节省,因为缩短了手术时间,不必要返院拆线。相应的调查也显示,90%病人选择用粘合剂处理伤口,而不愿用传统的缝合。
也有一些外科手术领域不宜采用组织粘合剂。国际上,对粘合剂及其应用益增兴趣,证实了它在外科中的重要性和潜在力。
作者:阿兰·罗伯茨(Alan C. Roberts)教授在Luke医院塑料和颌骨面部手术部工作。
《Adhesive Technclogy》2002-6

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