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生物组织激光焊接助焊剂的研究概况
摘要：
生物组织的激光焊接技术是利用激光能量诱导被焊组织的分子结构发生热改变，从而促进断端组织重新融合的技术。生物助焊剂是进行生物组织激光焊接的重要辅助原料，其特点是既要与被焊接的组织成分相容，又能适当增强对激光的吸收，进而增强焊接组织的抗拉强度和焊接质量。目前应用于临床及研究的生物助焊剂有生物胶、牛血清蛋白、ICG、印度墨水以及金纳米壳等，这些助焊剂在辅助激光焊接生物组织时，均被证明能够不同程度地提高组织焊接的效果，且某些条件下，助焊剂组成成分的浓度不同，对焊接效果的影响也不同。
关键词：
生物组织 激光焊接 生物助焊剂
前言
世界上第一台激光器问世后，人们便可以获得频率稳定的激光源，自此激光开始被应用于各个领域，其中在生物医学领域，人们发现人们发现大功率激光可以用于手术的止血和切割，而低功率激光可以用于生物组织焊接[1]，生物组织的激光焊接技术由此得以诞生。20世纪70年代末，Klink及Jain等人率先利用激光组织焊接技术实现了输卵管和血管的成功连接，将这项技术带到公众的视野，吸引了更多研究者致力于激光组织焊接技术的研究。至今，国内外研究者已经在不同生物的不同生物组织上验证了激光生物组织焊接的可行性和优越性[2-6]，不同类型的激光设备也被用于生物组织激光焊接中[2-8]。激光生物组织焊接技术相较传统的针线缝合技术，有着无缝吻合、无异物残留、形成黏连少、伤口感染率低、形成伤疤小等优势，在外科医学领域有着广泛的应用前景[1]。
生物组织激光焊接技术(Laser Biological Tissue Welding)，通过光纤探针或内窥镜准确地将激光束引入生物组织，利用激光产生的能量，诱导生物组织相互作用发生热效应，从而使断端组织相互融合。然而，在激光焊接生物组织的前期，存在一个普遍问题，就是切口焊接后的抗拉强度低，在没有缝线拉拢支持的情况下，很容易再次开裂[7]。为解决此类问题，需要选用能够与被焊生物组织相容，且能够增加激光吸收的材料作为助焊剂。而助焊剂的种类、成分、浓度等因素均会影响最终的焊接效果，因此对生物组织激光焊接的助焊剂的研究十分必要。
本文对生物组织激光焊接研究中使用的助焊剂进行了汇总分类，并介绍了各类助焊剂的研究概况。
2、生物组织激光焊接助焊剂的研究概况
2.1生物胶
生物胶又叫生物粘合剂，是一种用于防止组织粘连、止血、手术中防止空气和体液泄漏的生物医学材料[8]。生物胶的常见种类有纤维蛋白衍生物、贻贝粘附蛋白、明胶等，多从生物组织中提取[9]。目前，生物胶已经广泛应用于医学领域，在骨科修复、整形美容，剖宫产横切口，皮肤移植等各个方面都有较好的效果。生物胶常大部分应用场景是用于直接涂抹组织伤口，近年来，有研究者尝试将其用作激光生物组织焊接的助焊剂。
陈东等人，利用环形CO2激光器和自制的医用生物胶（ZT胶，A-氰基丙烯酸高级烷基酯）对兔回肠进行了组织吻合试验，并设置纯丝线吻合、激光吻合、丝线吻合加生物胶，激光吻合加生物胶四组对照组。实验最终结果表明，纯线缝合与线缝合加生物胶的吻合口耐压强度存在显著差异，500mW激光焊接与500mW激光焊接加生医用生物胶吻合口而压强度存在显著差异，使用生物胶可以显著提高吻合口的耐压强度[10]。
2.2牛血清蛋白（BSA）
牛血清蛋白（BSA），又称第五组分，是牛血清中的一种球蛋白，包含583个氨基酸残基，牛血清蛋白结合游离脂肪酸，其他脂质或化合物，具有促进蛋白质热变性的作用[7]。牛血清蛋白因其与生物组织的良好相容性，且能促进对激光的吸收，在激光生物组织焊接中有着较为广泛的应用。
为了验证不同助焊剂对被焊组织抗拉强度的影响，黄俊等人利用与人体皮肤相近的猪皮肤进行了离体皮肤组织的激光试验。试验设置了三种助焊剂：生理盐水、印度墨水和牛血清蛋白。试验得到的各切口吻合位置主要在表皮层、中间层和全层，离体猪皮肤切口的抗拉强度分别为：5.2N·cm-2、18.6 N·cm-2、41.3N·cm-2。从实验结果中可以得出，牛血清蛋白强化激光焊接效果最佳，具有增强皮肤组织对激光的吸收作用和减少组织厚度方向上温度梯度的双重作用[7]。同一实验室的李乐乐等，在其进行离体生物组织激光焊接工艺试验的研究中，也使用了牛血清蛋白作为助焊剂，结果证明牛血清蛋白具有加速组织切口吻合，减少不可逆热损伤的作用[11]。
牛血清蛋白作为一种良好的生物组织激光焊接的助焊剂，除了在特定的实验研究中单独使用外，在更多研究中常常和其他生物材料混合使用。
