從羊腸線到智能縫合線

張蕾

在日常的生活和工作中，人們免不了要受到一些由器物造成的開放性創(chuàng)傷，依傷口大小和嚴(yán)重程度而異，我們可以選擇包扎，也可以選擇縫合。縫合，這個(gè)古老的封閉傷口、聯(lián)結(jié)組織的方法，在現(xiàn)代外科的臨床醫(yī)學(xué)實(shí)踐中依然是醫(yī)生普遍選擇的方式。而縫合線的使用，更讓人類的外科醫(yī)學(xué)發(fā)生了質(zhì)的改變。

我國(guó)最早的外科縫合線——桑皮線

早在5 500多年前，聰明的古代埃及人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并利用棉花的纖維、馬的鬃毛等對(duì)傷口進(jìn)行縫合（圖1）；我國(guó)古代相關(guān)典籍中也有先人用亞麻、頭發(fā)、豬鬃等縫合的記錄；古印第安人還有用大螞蟻頭咬合傷口來(lái)進(jìn)行縫合的記錄（圖2）。上述種種，都是人們?cè)诋?dāng)時(shí)有限條件下對(duì)各種縫合材料的原始開發(fā)和應(yīng)用。目前，世界上關(guān)于人類使用縫合線的最早記載可以上溯到5 000年前的古代埃及，當(dāng)時(shí)制作法老的木乃伊就利用了縫合技術(shù)。而第一個(gè)使用縫合材料進(jìn)行手術(shù)的記載來(lái)自公元前500年印度的醫(yī)者蘇胥如塔。

我國(guó)醫(yī)學(xué)歷史悠久，創(chuàng)造出了許多可行的外科手術(shù)方法和材料。醫(yī)生們?cè)诶^承和發(fā)揚(yáng)古人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展并完善了切開引流、麻醉、清創(chuàng)縫合、截指、腸吻合、兔唇修補(bǔ)等手術(shù)方法和應(yīng)用器材，在人類外科學(xué)史上做出了巨大貢獻(xiàn)。

清創(chuàng)縫合術(shù)是我國(guó)醫(yī)學(xué)史上的重要發(fā)明之一，廣泛應(yīng)用于人體各部的開放性損傷。1973年，在湖南長(zhǎng)沙馬王堆3號(hào)漢墓出土的西漢文物——《五十二病方》中就有用酒清理創(chuàng)傷的記載；《諸病源候論·金瘡腸出候》記載：“金瘡腸斷，兩頭見者，可速續(xù)之。先以針縷如法，連續(xù)斷腸，便取雞血涂其際，勿令氣泄，即推而納之。但瘡?fù)凑?，?dāng)以生絲縷系，絕其血脈。”這是世界上有文獻(xiàn)記載最早的腸吻合手術(shù)記錄。

到了隋唐時(shí)期，我國(guó)醫(yī)者對(duì)縫合傷口的材料進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)和提高。最重要的發(fā)明是使用桑皮線縫合腸管和皮膚，并廣泛應(yīng)用于臨床，取得了良好的醫(yī)治效果。

所謂桑皮線，就是桑樹樹根的內(nèi)皮纖維，將表皮除去，露出柔軟的長(zhǎng)纖維層，經(jīng)錘制加工而成之纖維細(xì)線（圖3）。桑皮線不僅制作方法簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，不易斷折，更有清熱解毒、促進(jìn)傷口愈合的治療作用。

而日本現(xiàn)存最早的中醫(yī)養(yǎng)生療疾名典《醫(yī)心方》中曾記錄“若腸已斷者，以桑皮細(xì)線縫合，熱雞血涂之，乃令入”。我國(guó)現(xiàn)代著名耳鼻喉科專家、醫(yī)史學(xué)家耿鑒庭一生薈萃經(jīng)他人整理的《耿鑒庭論五官科》中記載：“桑白皮縫創(chuàng)傷法”一直用到西醫(yī)來(lái)華之后，才被其他方法替代。

有生命的智能縫合線

現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展對(duì)縫合材料的進(jìn)步展起到了關(guān)鍵作用。自20世紀(jì)50年代開始，由于外科學(xué)的發(fā)展和外科手術(shù)遇到的挑戰(zhàn)越來(lái)越大，醫(yī)生對(duì)縫合線的性能要求越來(lái)越高，這也促成了人工合成縫合線時(shí)代的到來(lái)。這期間，縫合線大致被分為不可吸收和可吸收2大類。

不可吸收縫合線主要有尼龍線、滌綸線、聚酯線、聚丙烯線和聚乙烯線等。尼龍線的彈性較大，適用于皮膚縫合，但是容易脫結(jié)；聚酯纖維線的彈性和張力僅次于鋼絲，是理想的人造血管縫合材料；聚丙烯縫線不易被組織酶降解，且打結(jié)緊實(shí)，廣泛用于普外科、整形外科和眼科等。這些材料雖然不容易與人體的組織發(fā)生反應(yīng)，但其易脫結(jié)、不吸收等問(wèn)題越來(lái)越成為其使用的障礙，有逐漸被可吸收縫線替代的趨勢(shì)。

20世紀(jì)70年代初，DG公司研發(fā)出可吸收的人工合成縫線——聚糖醇酸縫線，成為可吸收人工合成縫線發(fā)展的里程碑。之后，聚糖乳酸、普迪恩Ⅱ相繼出現(xiàn)。人工合成可吸收縫線的出現(xiàn)，避免了之前動(dòng)物腸線與人體組織相容出現(xiàn)的炎癥和變態(tài)反應(yīng)，因此受到國(guó)際醫(yī)療界的認(rèn)可，不斷衍生出新型產(chǎn)品。

1997年，我國(guó)的曾家修教授發(fā)明了純天然可吸收膠原蛋白縫合線（圖4），該種材料的主要成分是膠原蛋白，是安全無(wú)排異性的生物材料，并且是可以被皮膚和組織吸收的縫合材料。

現(xiàn)在，科技的發(fā)展賦予外科手術(shù)縫合線以生命。據(jù)美國(guó)研究人員的研究成果顯示，他們已經(jīng)研究出具有能監(jiān)測(cè)創(chuàng)口及加速愈合的傳感器的智能電子縫合線（圖5）。

這種電子縫合線由高分子聚合物或絲線組成，并配以微型傳感器。縫合線能自己穿過(guò)針眼，并能系住皮膚、拉緊、打結(jié)。

這種縫合線能準(zhǔn)確地測(cè)量溫度，進(jìn)而判斷傷口是否感染。為傷口加熱可以促進(jìn)愈合也是已知的事實(shí)。智能縫合線的發(fā)明人，伊利諾伊大學(xué)香檳分校的材料科學(xué)與工程教授約翰·羅杰斯（JohnRogers）介紹，未來(lái)還可以在縫合線上裝載能提供電刺激的裝置來(lái)促使傷口愈合。

研究人員為縫合線裝上了2類溫度傳感器。一類是隨溫度改變電流輸出的硅二極管；另一類是隨溫度改變其電阻值的鉑納米膜電阻。同時(shí)，微加熱器就是簡(jiǎn)單的細(xì)金絲，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)它們即能發(fā)熱。

研究人員已經(jīng)在老鼠皮膚的切口上測(cè)試了縫合線的彈性力學(xué)及韌性，但還未在動(dòng)物身上測(cè)試溫度傳感及加熱功能。他們也在研究如何無(wú)線控制裝置。

科技的力量無(wú)處不在顯現(xiàn)，相信在不久的將來(lái)，智能縫合線已經(jīng)不再讓我們驚奇，它也將被更先進(jìn)的材料或手段代替，外科醫(yī)學(xué)的發(fā)展終將會(huì)為人類的健康和生命的延續(xù)做出更大的貢獻(xiàn)，而醫(yī)用材料的進(jìn)步也會(huì)在其中發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 桑皮線——中國(guó)最早發(fā)明的外科縫合線[J].中國(guó)中醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2013，11（2）：129.

[2] 中國(guó)測(cè)控網(wǎng).美國(guó)發(fā)明可監(jiān)測(cè)感染的智能手術(shù)縫合線[EB/OL].（2012-09-17）[2016-08-24].http：//www.maydeal. com/news/25430.html.