粘合&粘合剂&生物粘合剂

（1）当两个固体表面被一薄层液体分开并且两个固体表面又被液体层很好的浸润时，就会发生粘合（一种分子水平的粘合）；这是由于液体进入固体表面的小缝隙中，将其锁住之故。
（2）粘合剂（简称胶）也称为胶粘剂或粘接剂，这类物质具有良好的浸润性能和粘接性能，可以通过物理或化学的作用将各种材料连接起来。
（3）生物粘合剂既具有一般粘合剂的粘接功能，又带有满足生物医学要求的各种性能。

历 史 使用历史悠久，公元前3000年左右，古埃及人最早使用了一种带医用粘合剂特性的混合物，又来古希腊人用橄榄油、氧化铅和水制得医用膏药状混合物。但是，直到近几十年医用粘合剂才得到迅速发展，为外科手术提供了止血和组织粘合的有力武器。

传 统 据统计世界上每年要做400万例以上的外科手术，传统上采用的手术缝合线和纤维来缝合手术伤口。
1）在缝合处形成很高的应力集中，体内残留时间较长会造成肉芽肿瘤，形成血栓导致缝合失败；
2）同时由于空气和体液渗漏所造成的并发症是常见的，严重的甚至会造成对病人生命的危害；拆线也会带来一定的不适和痛苦。
外科缝合发展技术历程
创伤性缝合 → 无创伤性缝合 → 防水抗菌美容粘合 实 际 生物体的结构较为复杂，因此当生物粘合剂应用于机体时，欲获得满意的粘接效果，首先要充分了解生物体的粘接作用，主要有以下三个方面：
（1）生物体系内细胞与细胞之间的粘接，这是构成多细胞生物组织的首要条件；
（2）生物体中活性组织于无活性成分之间的粘接；
（3）生物体与体外环境或物质间的粘接。

分 类 一、按照用途：
（1）软组织用粘合剂：α-氰基丙烯酸烷基酯类、血纤蛋白胶粘剂、脲烷预聚物胶粘剂、明胶系、有机硅系
（2）硬组织粘合剂：牙科用胶粘剂（粘固剂和合成树脂胶 粘剂）、骨科用胶粘剂（骨水泥）
二、按照来源：
（1）化学粘合剂（α-氰基丙烯酸酯类粘合剂、聚氨酯类粘合剂、聚甲基丙烯酯羟乙酯系粘合剂、氯乙烯乳液系类粘合剂、火棉胶系粘合剂）
（2）生物粘合剂（纤维蛋白粘合剂）

理想医用粘合剂性质

（1）安全、可靠、对人体无毒或低毒、不能有过敏反应、炎症反应以及异物反应、无三致（致癌、致畸、致突变）
（2）具有良好的生物相容性，粘合剂的溶出物不对机体细胞产生毒性，不妨碍人体组织的自身愈合
（3）无菌、无免疫原性且可在一定时期内保持无菌
（4）在湿态环境下（即有水、组织液、血液存在的情况下，仍可与机体组织产生一定强度的粘接
（5）在常温、常压下可以实现与机体组织快速粘合
（6）具有良好的粘合强度以及持久性，粘合部分具有一定的弹性和韧性，满足机体组织力学性能要求
（7）为单组分粘合剂，成糊状或液体状，组分中无溶剂或者溶剂为水
（8）材料自身可降解，达到使用效果后能逐渐降解、吸收、代谢
（9）具有良好的使用状态并易于保存，并且使用方便，无需调配，操作简单

注：
1）目前普遍使用的医用粘合剂或多或少都存在一些缺点,完全达到理想状态并得以广泛应用的品种还没有问世,有许多正处于研究阶段。但根据使用部位、目的的不同,一些部分满足上述条件的粘合剂在应用和不断改进中也已取得了较好的效果。
2）在过去几十年，各种各样的化学类粘合剂研发出来，性能更可靠、使用更方便便捷，目前占据了生物粘合剂市场的绝对主力，涵盖氰基丙烯酸酯、聚乙二醇型、环氧型、聚酯类等，其中α-氰基丙烯酸酯型应用最广。

α-氰基丙烯酸酯型化学粘合剂

历 史 1、氰基丙烯酸盐于1949年被首次描述，随后它作为粘合剂的潜在特性迅速被发现。
2、1958年，美国Eastman Kodsrk公司成功研制出了第一个α-氰基丙烯酸酯类粘合剂Eastman 910并将其推向市场。随后，α-氰基丙烯酸酯类粘合剂由于快速粘合性而得到医学界的青睐。
3、我国于1962年开始致力于研究与生产氰基丙烯酸酯类粘合剂并于20世纪70年代由西安化工研究所研制出508等产品。第三军医大合成了α-氰基丙烯酸-1，2-异丙叉甘油酯，临床证明了其良好的止血效果。

原 理 1）单体结构中 ,碳原子位置上连接着吸电子基团(氰基-CN、酯基-COOR),α-C带有这些基团会产生吸电子诱导效应，分子中电子云密度发生偏移，致使β-C上吸电性非常强。
2）单体具强亲电性,遇到亲核性弱的物质(水、氨基、醇 、弱碱)都能迅速发生阴离子聚合反应,使双键电子云密度降低，液态的胶粘剂瞬间变成固态的粘合媒介物,使破裂损伤的组织两端粘合起来。

优 势 1）动物毒理实验显示属于无毒级别
2）不会产生缝线带来的异物反应，免除了患者日后拆线的不适和痛苦
3）简化手术操作，缩短手术时间，粘接强度要强于缝
4）止血迅速且止血效果好
5）创伤呈线状愈合，形成瘢痕小，且愈合速度快
6）固化过程放热少，对局部集体组织带来的刺激小
7）不影响机体组织自身愈合
8）可在有机体内进行分解和排泄

缺 点 1）由于聚合反应会产生热量，在使用过程中因为粘接不理想或者使用不当，会对脆弱的有机体组织造成一定程度的烧伤
2）固化后的粘接点处材料的脆性比较强，在力学相溶性方面与有机体软组织相差较大，可能会引起不适
3）在使用过程中粘合剂由于挥发会在物体表面形成胶层，发生白化现象
4）使用时有效期较短，一般只有一周左右时间，且存放时易受空气中水汽等因素的影响发生凝固变质，造成失效
5）因胶水挥发而产生的气味刺激性较强

改 进 1）吸收生物体组织的水分，快速固化，增强与组织间的密合
2）固化后联合部位具有一定的柔韧性
3）缓解软组织吻合部位的应力集中
4）粘合剂储存稳定
5）良好的生物相容性和生物可降解性
例如：
1）采用不同的链段长度的单体来调整柔韧性和弹性
2）加入阻聚剂来提高产品稳定性

进 展 1）天津医科大学，2009年，王艳红通过改性α-氰基丙烯酸辛酯医用胶（简称OCA医用胶）即选用三种改性材料——邻苯二甲酸酯，聚己内酯和聚甲基丙烯酸辛酯，两种改性方法——常温溶解和高温精馏，选用的改性材料和方法对OCA医用胶进行改性后，粘接强度和生物相容性都有不同程度的提高，说明改性是有意义的。
2）北京化工大学，2014年，艾宇飞受贻贝的启发，采用光聚合的技术，以多臂聚乙二醇为基质，以多巴胺为重点开展了相关的研究工作，制备一种具有耐水粘接和生物相容性好的粘合剂。
 

文章及图片来源：高分子物理学公众号