嵌入感測器、藥物偵測腸切除病患發炎症狀創新智慧縫合線可自動輸送藥物

THE MERIT TIMES

編譯／韋士塔 2023-06-03

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手術縫線結合感測器，可偵測溫度或發炎狀況。圖／網路

研究人員希望增加手術縫線的功能。圖／網路

智慧縫線的繩狀紋理，能嵌入藥物或感測器。圖／網路

編譯／韋士塔

患者接受手術，最後一道手續是把傷口縫合，進入術後痊癒階段；麻省理工學院（MIT）工程師受到數千年前開發的縫合線啟發，以生物衍生材質設計一種智慧手術縫合線，不僅具有傳統縫合線的固定組織功能，還可偵測患者是否發炎，也能輸送藥物或有療效的分子（therapeutic molecules）。

開發這種智慧手術縫合線的李政承（Jung Seung Lee，音譯）及金炫重（Hyunjoon Kim，音譯）在發表於《物質》（Matter）期刊的報告指出，這種縫線是以動物組織衍生的材料製作，類似古羅馬人使用的羊腸縫合線。

智慧手術縫合線具有繩狀紋理，並以創新技術塗上水凝膠，可以嵌入感測器、藥物，或者能釋放治療分子的細胞，幫助患者在腸切除或其他類型的手術後痊癒。

共同研發智慧手術縫合線的腸胃科醫師特拉維索（Giovanni Traverso）表示：「我們利用水凝膠覆蓋這種生物衍生縫合線，這種塗層能用來儲存炎症感測器，或用於治療炎症的抗體等藥物；更重要的是，水凝膠能讓活細胞存活更久。」

研究團隊指出，古代的羊腸線（catgut）主要以膠原蛋白製成，縫合後相當牢固，並會在約90天內被人體吸收；儘管目前已有許多可被人體吸收的人工縫合線，但羊腸線仍被用於許多類型的手術。

特拉維索表示，研究團隊以羊腸線為基礎，開發出更堅韌且可被人體吸收的材料，同時還有監測、輸送藥物等先進功能。這種縫合線特別適合克隆氏症（Crohn’s disease，發炎性腸道疾病）的患者，因為他們必須切除部分腸道，再把兩端腸子重新接回。然而，腸道切除後如果縫合不夠牢固或癒合不良，可能導致消化道物體滲漏至腹腔，形成嚴重併發症。

為了幫助降低這種風險，麻省理工學院的團隊設計這種智慧縫合線，除了能固定組織，還能檢測炎症，這是腸道沒有正常癒合的早期預警信號。透過嵌入縫合線的炎症感測微粒，醫師就能觀察患者的組織是否出現基質金屬蛋白酶（MMP），這種物質與炎症有關。

研究人員使用動物組織製造新的縫合線，使用清潔劑去除其中的細胞，以減少這些細胞在患者組織中誘發炎症的機率。經過處理後的材料含膠原蛋白及其他生物分子，接著再把材料脫水、擰成股線後。經過測試，研究人員發現這種智慧縫合線抗拉強度（斷裂前能承受的拉伸力量）與市面上的羊腸縫合線非常接近。更讓研究團隊振奮的是，相較於傳統腸線，智慧縫合線對組織的免疫反應非常輕微。

李政承表示：「我們希望智慧縫合線具備多種功能，也將進一步探索在人體其他部位使用這種縫線的可能性，並以此為基礎，拓展衍生材料的應用領域。」

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