一般胶带可在枯燥物体外表轻松粘牢，但它一碰上湿润物体外表就不灵了，例如人体安排。这是由于，水分会将两个触摸面的分子阻隔开来，阻挠了其相互作用。
在天然界湿润环境中日子的贻贝和蜘蛛，显着没有这种困扰，它们能够去除触摸面的水分然后构成强力粘合，科学家由此遭到启示。
10 月 30 日，麻省理工学院机械工程系副教授赵选贺（Xuanhe Zhao）团队关于一种新式双面胶带（DST）的研讨宣布在《天然》杂志上。
（来历：MIT）
5 秒完成强力粘附
在医学湿安排的粘附中，与缝合或钉合比较，粘合更具优势。现在已有的安排粘合剂首要依托在安排外表水分中分散其大分子单体或聚合物，来构成和湿安排的粘结。但这类粘合剂尚不老练：粘附速度太慢，粘合力弱，与安排的机械匹配性差，生物相容性低，并且不便利保存或运用。
图 | 新式双面胶与此前安排粘合剂比照。图 a 和图 b 为之前的产品，依托安排外表水分中分散大分子单体或聚合物来构成湿安排粘结。图 c 和图 d 为新式双面胶，该聚合物能够快速枯燥湿安排外表水分，在安排外表构成共价交联。（来历：赵选贺）
麻省理工学院机械工程系副教授赵选贺（Xuanhe Zhao）团队提出枯燥交联机理（dry-crosslinking），并发明晰一种新式双面胶带（DST）。新式双面胶由明胶或壳聚糖这类生物聚合物和聚丙烯酸- N -琥珀酰亚胺酯组成，这是一种可生物降解的资料。其原理是，双面胶能够发作快速水合和溶胀，也就是说该聚合物能够快速枯燥湿安排外表水分，然后与安排外表构成快速暂时交联。随后双面胶与安排外表的胺基构成共价交联，进一步增强了粘合的强度和长时刻安稳性。
这是一种受生物启示的、但不是拷贝生物的规划。赵选贺介绍说，现有的研讨大多拷贝能在湿润环境中粘结的生物胶水的成分，例如其间的蛋白质。他们的作业是根据了解贻贝、蜘蛛等在湿润环境下粘结的机理，然后用能够大规模出产的、廉价的、生物兼容的资料制作人体双面胶。
这一枯燥作用在轻压安排外表（1 千帕斯卡）下即可完成。体外小鼠、体内大鼠和离体猪的器官实验标明，不管在出血安排仍是工程固体，这种双面胶能够在 5 秒内完成强力粘附。研讨人员以为，这种双面胶能够作为安排粘合剂和密封剂，用于可穿戴设备和可植入设备与湿安排的粘附。
视频 | 双面胶粘合猪的胃部创伤。（来历：赵选贺）
现有的安排粘合剂的粘附时刻善于 1 分钟，并且它们的粘附功能包含耐性、剪切和拉伸强度，均弱于新式双面胶。尽管坚韧水凝胶粘合剂能够完成挨近新式双面胶的耐性，但它需求在安排外表继续施压 5 分钟到 30 分钟才干完成有用粘附。
为了验证新式双面胶在跳动心脏的粘附功能，赵选贺将一个塑料贴片在 5 秒钟内粘在小老鼠跳动的心脏上，并坚持在跳动心脏上结实粘合许多天。
专访赵选贺
DeepTech：这项研讨的打破是哪些？
赵选贺：第一个打破是在机理上。咱们提出了枯燥交联（dry-crosslinking）机理，来完成体内器官等湿润外表的快速粘合，并坚持粘合长时刻坚韧。
第二个打破是在生物胶水的形式上。咱们发明晰人体双面胶，不需求光照、紫外线（UV）、加热、拌和、涂改等操作，直接像运用双面胶那样使用在器官和植入设备上。与常用的液态生物胶水比较，愈加便利医师运用。
第三个打破是在生物胶水的功能上。人体双面胶能够在 5 秒钟内粘合各种软湿器官以及植入设备，坚持长时刻坚韧粘结和生物兼容，并且最终能完成生物降解。例如，咱们能够把一个塑料贴片在 5 秒钟内粘在小老鼠跳动的心脏上，并坚持在跳动心脏上结实粘合许多天。
DeepTech：与现有生物胶水比较，新式双面胶的湿安排粘附功能怎么？新式双面胶的运用有什么特别要求吗？
赵选贺：现有的商用生物胶水都需求一分钟以上的粘合时刻，而粘合耐性在 20 焦耳每平方米（Jm 2） 以下。人体双面胶仅需求 5 秒钟粘合各种安排器官，粘合耐性可高达 1000 焦耳每平方米；此外，尽管坚韧水凝胶的粘合耐性可达 1000 焦耳每平方米，可是需求 5-30 分钟继续安稳按压才干构成粘结。
DeepTech：这个双面胶的资料是新的发现吗？
赵选贺：是的。咱们提出枯燥粘合的新机理，规划了新的复合资料，处理了生物粘结和湿粘结范畴的一个难题。需求着重的是，人体双面胶的每个成分都是现有的生物资料，并且都运用在 FDA 同意的产品中。
DeepTech：关于一些正在出血的创伤，双面胶的止血作用怎么呢？或者说，出血创伤在多大的情况下能够适用？
赵选贺：尽管没有在本文中陈述，咱们发现枯燥交联机理能够很好地使用在出血创伤上。咱们正在做这方面的作业。
DeepTech：除了可穿戴设备和可植入设备与湿安排的粘附，这个双面胶也能用于日常创伤粘合吗？以及这个双面胶会在什么时候能有推行？
赵选贺：尽管本研讨侧重于用双面胶粘合体内器官和植入设备，但咱们发现双面胶能够有用地粘合并处理日常创伤，乃至是糖尿患者的缓慢创伤。咱们正在做这方面研讨。
由于这个技能比较老练，优势显着，或许救治许多患者，咱们正在大力推行临床使用，也在考虑商业化。别的，枯燥交联机理和人体双面胶现已经过 MIT 申请专利。
赵选贺简介
图 | 赵选贺。（来历：麻省理工学院）
赵选贺，美国麻省理工学院机械工程系副教授。2003 年结业于天津大学，2009 年博士结业于哈佛大学机械工程系，师从世界闻名力学家锁志刚教授。2010 年，他参加杜克大学机械工程与资料科学系担任助理教授，2014 年参加麻省理工学院机械工程系担任副教授。他现在的研讨项目会集在固体力学、软资料、活性资料、生物资料、生物电子学和 3D 打印等穿插范畴。
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