在“星際迷航：下一代”中，指揮官Riker有著令人印象深刻的頭部受傷的能力。對他來說幸運的是，Crusher博士可以掏出“真皮再生器”——一種用彩色激光治愈皮膚傷口的手持式科幻工具——來給他處理傷口。

對我們來說幸運的是，亞利桑那州立大學的Kaushal Rege及其同事正在開發(fā)一種與之基本上相同的東西。Advanced Functional Materials期刊上最近發(fā)表的一篇論文中，工程師們利用用激光活化的一種絲綢和金納米材料成功修復了動物身上的傷口。

在這項概念驗證性質(zhì)的研究中，該技術(shù)可快速封合豬腸道和小鼠皮膚上的軟組織傷口。例如，用在豬腸道上時，該技術(shù)對傷口的封合強度大約是傳統(tǒng)縫合線的七倍。

當封合傷口時，縫合線、縫合釘或膠水經(jīng)常會引起諸如修復部位處出現(xiàn)滲漏和組織緩慢恢復之類的問題。Rege實驗室的博士生及這篇論文的作者之一Deepanjan Ghosh說：“我們正試圖更快地封合傷口并使傷口更早痊愈。”

照片來源：Russell Urie/Advanced Functional Materials

該圖比較顯示了常規(guī)縫合、皮膚膠水封合及利用激光封合的傷口在受傷當天和受傷2天后的效果。

要使用激光來封合皮膚傷口，必須使用某種光電轉(zhuǎn)換器來聚焦光的熱量。Rege的實驗室選擇了金納米棒并將它們嵌入到對蠶繭進行純化得到的絲蛋白基體中。一種名為絲素蛋白的絲蛋白與膠原蛋白相粘合，后者是能將人體皮膚細胞固定在一起的一種結(jié)構(gòu)蛋白。當近紅外光照射金納米棒時，金納米棒會產(chǎn)生熱量并激活絲蛋白和膠原蛋白以發(fā)生粘合，形成堅固的封條。

近紅外激光的工作波長約為800納米，足以加熱金納米棒而不會損壞皮膚。

工程師們制作了兩種圓盤形密封劑：一種不溶于水并用于潮濕環(huán)境，另一種用于干燥環(huán)境。第一種用于修復豬腸道樣本。當該團隊通過修復的腸道泵送有色液體時，激光活化的密封劑在防止液體逸出方面性能比傳統(tǒng)的縫合線或膠水好七倍。事實上，根據(jù)Ghosh的說法，利用激光修復的腸子的表現(xiàn)與正常的未損傷的腸子一樣好。

接下來，該團隊在小鼠皮膚上測試了水溶性密封劑。該團隊用小鼠皮膚上1厘米長的切口做了測試，與縫合線或皮膚膠相比，使用這種密封劑的封合方式在術(shù)后兩天帶來明顯更高的皮膚強度。而且，這種使用激光的封合方式費時很少，只需要大約4分鐘時間。

由于近紅外光可以深入到組織中，Ghosh及其同事希望最終可利用這項技術(shù)修復血管和神經(jīng)組織，這些組織往往在體內(nèi)深處，對其進行修復很費時間。Ghosh說：“考慮到神經(jīng)或血管的尺寸，即使是訓練有素的外科醫(yī)生，縫合工作也是很費神費力的。”

Ghosh期望絲金材料的成本不會過于昂貴，激光器可成為醫(yī)療中心納入預算的的一次性設備。

他們目前正在觀察這種利用激光的傷口封合技術(shù)可否在活老鼠身上經(jīng)受住檢驗。如果情況良好，他們將轉(zhuǎn)向豬，最終可能轉(zhuǎn)向人。

Crusher博士會非常自豪！