DOI:10.1016/j.cej.2020.124052
原位纤维沉积技术在内脏止血方面显示出极大的优越性。近年来,微创手术因创伤小、疼痛轻、恢复快而受到患者的广泛欢迎。在微创手术创伤的治疗中,纤维沉积具有快速、方便、无需拆卸、低毒等优点。然而,由于人体的导电性和胸腔、腹腔空间狭小,采用静电纺丝技术沉积纤维具有很高的短路和漏电风险。这种不良反应一方面给病人带来了危险,另一方面也会破坏诸如内窥镜之类的设备。本研究采用吹气纺纱代替高压电引导纤维沉积,在微创手术环境下完成肝脏止血。病理切片分析显示,手术并未引发额外的炎症反应。值得一提的是,本次工作中使用的吹气系统可以是便携式的。高压气源由传统气泵改为商用压缩气瓶(重量约284 g,气压约0.6 MPa)。其极大地优化了气源,体积更小。该装置更方便携带,使止血和其他手术物品的组合更加方便。这种方法类似于静电纺丝技术制备的止血膜,可以避免使用引流管,从而为微创手术提供了一种前沿形式。
图1.便携式溶液吹纺装置的示意图。
图2.(a)用高速数字摄像机以每秒8,000帧的参数拍摄的溶液喷射图像。(b)用高速数码摄像机以每秒20,000帧的参数拍摄的溶液喷射图像。 聚合物纤维的SEM图像:(c)PCL、(d)PMMA、(e)PVP、(f)PVB,它们是由设计的便携式溶液吹纺设备制备的。
图3.溶液吹纺和静电纺丝纺丝效率的直方图。
图4.PVB纤维的SEM图像和直径分布。PVB的溶液浓度为(a)7 wt%、(b)10 wt%、(c)13 wt%。(d)纤维的平均直径与溶液浓度之间的关系(误差线代表纤维直径的标准偏差)。
图5.PVB纤维的SEM图像和直径分布。纺丝距离为(a)20 cm、(b)30 cm、(c)40 cm。(d)纤维的平均直径与纺丝距离之间的关系(误差线代表纤维直径的标准偏差)。
图6.聚合物纤维的FTIR光谱。(a)PVP纤维的FTIR光谱。(b)PCL纤维的FTIR光谱。
图7.(a)纺纤维前的手。(b)将PCL纤维纺丝25 s后的手。(c)可以从手上去除PCL纤维膜。(d)纺丝前的猪肝。(e)在90 s内将PCL纤维膜纺到猪肝脏的伤口表面。
图8.(a)腹腔镜手术的现场照片。(b)腹腔镜手术示意图。(c)同轴长针便携式溶液吹纺装置的示意图。插图是医用胶水纤维的SEM图像。(d)纺丝前猪肝伤口。(e)将医用胶粘纤维纺到猪肝伤口表面。HE染色,正常猪肝(f,g),溶液吹纺(f',g')。(f和f'原始放大倍数×10;g和g'原始放大倍数×40)。
图9.(a)猪脊髓。(b)缝合的猪脊柱伤口。(c)纺丝前的伤口。(d)纺丝后的伤口。