3. 其他仿生医用粘合剂

在确保组织损伤最小化的同时实现对软组织的强黏附，对临床来说是一项比较艰巨的挑战。化学粘合剂的组织特异性通常会诱导显著的炎症反应，甚至会引起严重的局部组织应激反应从而增加感染的风险，并且材料来源也比较局限。受到寄生虫类棘头虫的启发，Yang 等 ^{[ 43 ]} 开发了一种双相微针阵列，通过可膨胀的微针头与组织产生机械粘合作用，与普通粘合剂相比，粘合强度提高约 3.5 倍，且组织损伤程度减小，修复迅速，感染风险降低，使用的生物活性治疗剂也显著减少。矿物水凝胶是一种新型无机生物胶粘剂，在化学胶粘剂中有着广泛的应用前景。Li 等 ^{[ 44 ]} 受牡蛎黏附性能的启发，研究了一种新型的基于生物矿化聚电解质水凝胶，该胶粘剂由聚丙烯酸通过非常小的非晶碳酸钙纳米粒子物理交联而成，可重复注射使用。此外，水凝胶在干燥和湿润条件下的粘合性与多巴胺胶粘剂相当，通过引入少量的第二交联剂，如带负电的纳米粒子，可以进一步提高其粘合性能，在临床上用于持续监测重要的生命体征，如呼吸率、心率、体温和血压水平等，可以极大地帮助疾病的早期诊断和治疗。除了研发可直接使用的医用粘合剂，粘合剂作为中介发挥人体与其他医疗器械的连接作用也具有十分重要的意义，已经有各种可穿戴物理传感器、电化学传感器和透皮药物传递系统通过将功能性纳米材料结合到柔性支撑材料中而应用于临床诊断与治疗 ^{[ 45 - 47 ]} 。受到壁虎粘胶垫（由密集的毛发阵列或星形纤维通过分泌化学胶黏附在水下物体表面上）的启发，Dirk 等 ^{[ 48 ]} 研发了一种辅助粘合剂，可实现疾病监测系统与皮肤的紧密粘接 ^{[ 49 - 50 ]} 。此类皮肤粘合剂由 PDMS 微纤维组成，利用微纤维中特殊形状的乙烯基硅氧烷（vinylmethyl siloxane，VS）尖端，将其与呼吸、心率监测的可穿戴应变传感器粘接，实现二者的紧密结合，以高效地完成临床检测工作。Brennan等 ^{[ 51 ]} 利用沙堡蠕虫的黏附机制，合成了一种由弹性蛋白样多肽构成的粘合剂，这种多肽可以从大肠杆菌中大量获得，会受到温度、pH 值和盐浓度等因素的影响而发生凝聚，并且具有较好的生物相容性和强粘合性。此外，这种粘合剂具有可调的相变行为，可以在生理条件下形成凝聚体，为湿润环境中的应用提供了便利。与市售的纤维蛋白密封剂相比，此类粘合剂在干燥、潮湿和水下环境中均具有更高的黏附强度。当完全在水下使用时，其可以与蛋白质类物质发生超强的结合，并且来源丰富，比天然粘合蛋白更适合商业应用。综上所述，该粘合剂有望成为一种新型智能医用胶粘剂。

4. 水生仿生粘合剂存在的问题及应用前景

在个体蛋白质水平上，关于天然贻贝蛋白是如何相互作用的问题还未得到解答，这严重限制了模拟贻贝黏附机制的相关研究，特别是在创造弹性三维结构方面。界面与底物的结合与多种机制有关，这些机制的决定性因素目前仍未明确，粘合蛋白质组分之间的相互作用也没有得到充分认知。目前，利用儿茶酚对常规分子进行官能团修饰，可以明显增强其粘附性能，然而，发展至今，我们仍然缺乏真正的技术突破，尤其是在实际的载重粘合应用方面。儿茶酚氧化、固有敏感性，以及缺乏对分子背景和多因素性质的考虑，严重地限制了这一领域的发展。为了更好地模拟自然界中生物的粘合过程，仿生湿粘合剂研究人员应该将简单的儿茶酚官能团反应转变为对制造、加工、化学和力学的系统控制。同时，有必要利用相关试验对模拟贻贝材料的粘合强度进行简单测量，以探讨粘合接头在宏观上的粘合强度。研究人员应充分利用现代机械表征工具，包括非线性拉伸和压缩试验、动态力学分析、剥离试验、探针试验和断裂分析以及计算机建模，致力于加强对具有湿粘合性能生物的研究，开发廉价高效、多功能集于一体的新型仿生材料，实现仿生医用粘合剂的广泛应用。但是，与此同时也应考虑所合成材料的成本，以及与人体不同组织和器官之间的特征吻合性，提高仿生医用粘合剂的使用效率，根据用途或者使用部位进行更加明确的分类，通过结构改造或加载其他功能选项，优化和扩展粘合剂的用途，使其更加适应临床应用的需要。我国的仿生粘合剂的发展起步比较晚，在借鉴其他国家仿生粘合剂的同时，可根据地理位置优势，探索更多的优良生物粘合剂替代物。

目前，医用粘合剂已较普遍地应用于外科手术，但想要达到理想阶段仍然需要不断努力。医用粘合剂具有广阔的应用前景，随着相关研究的发展，它必将更加完善，在生物医学及临床等多领域受到越来越多的青睐。

Funding Statement

军队后勤科研技术产品研究项目（CG216C009）；广州市产学研协同创新重大专项（201704020173）；广州市科技计划项目（201509010012）

References