冈山大学等的研究团队开发出一种在外科手术中可以轻松连接或剥离器官的粘合剂。目前，器官的连接主要采用缝合的方法，而此次新开发的粘合剂可以在没有高超技术的情况下快速完成粘合，如果通过大量注水，还可在不损伤组织的情况下剥离。该技术实用化后，不仅能缩短手术时间，还可能用于下一代体内植入型器件的固定和拆卸。
冈山大学学术研究院医齿药学域（牙科）生物材料学领域的松本卓也教授等人组成的研究团队为了解决在手术过程中把器官贴合在一起或固定在一起以确保视野的问题，设计了这款材料。缝合不仅费时，而且依赖于外科医生的技术水平。恢复后还需要拆线，处理繁琐。作为不缝合的方法，虽然已有一种名为“纤维蛋白胶”的组织粘合剂，但需要花费时间才能粘合，且粘合力较弱。
松本教授等人为了开发高实用性的新型粘合剂，着眼于骨骼形成的过程。在骨骼形成过程中，骨端的软骨细胞的活动变得活跃，附近的球状矿物质相互粘合形成骨骼。在此过程中，这些矿物质利用周围的胶原组织作为“粘合剂”。松本教授发挥逆向思维，认为如果能够巧妙地将骨成分作为粘合剂使用，那么它可能会粘附在含有大量胶原蛋白的器官表面。
研究小组于利用骨和牙齿的主要成分——磷酸钙（羟基磷灰石）粉末，将其制成微细纳米颗粒（1纳米为十亿分之一米），然后经过成型和高温烧制处理，便形成了许多粒子之间存在小空隙的多孔板。最终开发出边长约5毫米的无机陶瓷类粘合剂。磷酸钙通过吸收生物组织中的水分，吸引并粘附器官中的胶原成分，只需轻压就能粘合。
此次开发的用于器官的磷酸钙粘合剂。边长5毫米，排列多个使用可以提高强度（图片由松本卓也教授提供）。
新型粘合剂在几乎没有水分的角质层中无法粘附，但在真皮和器官上能有效粘合，因此在手术中可以方便地使用。对于其机制，松本教授解释说：“就像用米饭当浆糊时一样。当完全没有水分或水分过多时就无法粘附，而在水分适中时，就会有粘性。”已证实，这种粘合剂的粘合力是纤维蛋白胶的三倍。
粘合剂在形成过程中，烧制温度的变化会导致磷酸钙的密度发生变化。研究小组发现，在600℃左右时，粘合力保持稳定，但温度进一步升高会导致粘合力下降。这是因为密度变化会影响多孔质的孔隙大小。调节水分的含量，被认为能影响粘合力的强弱。利用上述温度差，可以针对需要强力粘合的物品和要求弱粘合性的物品分别控制对应。此外，大量注入水分就能使其失去粘合力并剥离。
研究小组使用猪肝进行了实验，以检验粘合剂是否在实际器官中有效。实验中，将9个粘合剂排放在一块魔术贴的背面，确认它们能够粘附，并通过加水确认剥离，证明了粘合剂的功能。此外，研究人员还对组织标本进行了检查，发现器官没有受到损伤，也没有出现有害副作用。粘合剂在消毒清洗后也不会损坏。今后，将以应用于人体为目标继续开展实验。
使用猪肝进行的粘合实验（右边照片）。烧制温度超过600度时，粘合力会下降。利用此现象，可以控制粘合的强弱（图片由冈山大学提供）
在瑞典，有越来越多的人将微芯片植入体内用于支付等目的。嵌入体内的芯片需要足够小，并且要防止在体内移动。松本教授表示：“正如（美国企业家）埃隆·马斯克的公司Neuralink正在开发脑内植入型设备一样，我认为未来人类体内植入型设备将会普及。如果此次开发的粘合剂能够用于人体，就可以使这种设备的固定和拆卸变得容易。此外，我认为它也可以应用于宠物用的微芯片。”
该研究得到了日本学术振兴会科学研究费助成事业的认定和日本科学技术振兴机构（JST）的战略性创造研究推进事业“CREST”的资助。相关论文于5月1日发表在美国科学期刊《Advanced Healthcare Materials》的电子版上，冈山大学也于同月24日发布了相关成果。
【论文信息】
发表期刊：Advanced Healthcare Materials
论文标题：Water-mediated on-demand detachable solid-state adhesive of porous hydroxyapatite plate for organ retractions
DOI: 10.1002/adhm.202304616
原文：JST Science Portal 编辑部
翻译：JST客观日本编辑部
【相关链接】
冈山大学新闻稿“开发出可黏附剥离器官的粘合剂！有望简化手术程序”
“Neuralink”官方网页
