一種用于微創手術止血的便攜式溶液吹紡裝置

DOI:10.1016/j.cej.2020.124052

原位纖維沉積技術在內臟止血方面顯示出極大的優越性。近年來，微創手術因創傷小、疼痛輕、恢復快而受到患者的廣泛歡迎。在微創手術創傷的治療中，纖維沉積具有快速、方便、無需拆卸、低毒等優點。然而，由于人體的導電性和胸腔、腹腔空間狹小，采用靜電紡絲技術沉積纖維具有很高的短路和漏電風險。這種不良反應一方面給病人帶來了危險，另一方面也會破壞諸如內窺鏡之類的設備。本研究采用吹氣紡紗代替高壓電引導纖維沉積，在微創手術環境下完成肝臟止血。病理切片分析顯示，手術并未引發額外的炎癥反應。值得一提的是，本次工作中使用的吹氣系統可以是便攜式的。高壓氣源由傳統氣泵改為商用壓縮氣瓶（重量約284 g，氣壓約0.6 MPa）。其極大地優化了氣源，體積更小。該裝置更方便攜帶，使止血和其他手術物品的組合更加方便。這種方法類似于靜電紡絲技術制備的止血膜，可以避免使用引流管，從而為微創手術提供了一種前沿形式。

圖1.便攜式溶液吹紡裝置的示意圖。

圖2.（a）用高速數字攝像機以每秒8,000幀的參數拍攝的溶液噴射圖像。（b）用高速數碼攝像機以每秒20,000幀的參數拍攝的溶液噴射圖像。 聚合物纖維的SEM圖像：（c）PCL、（d）PMMA、（e）PVP、（f）PVB，它們是由設計的便攜式溶液吹紡設備制備的。

圖3.溶液吹紡和靜電紡絲紡絲效率的直方圖。

圖4.PVB纖維的SEM圖像和直徑分布。PVB的溶液濃度為（a）7 wt％、（b）10 wt％、（c）13 wt％。（d）纖維的平均直徑與溶液濃度之間的關系（誤差線代表纖維直徑的標準偏差）。

圖5.PVB纖維的SEM圖像和直徑分布。紡絲距離為（a）20 cm、（b）30 cm、（c）40 cm。（d）纖維的平均直徑與紡絲距離之間的關系（誤差線代表纖維直徑的標準偏差）。

圖6.聚合物纖維的FTIR光譜。（a）PVP纖維的FTIR光譜。（b）PCL纖維的FTIR光譜。

圖7.（a）紡纖維前的手。（b）將PCL纖維紡絲25 s后的手。（c）可以從手上去除PCL纖維膜。（d）紡絲前的豬肝。（e）在90 s內將PCL纖維膜紡到豬肝臟的傷口表面。

圖8.（a）腹腔鏡手術的現場照片。（b）腹腔鏡手術示意圖。（c）同軸長針便攜式溶液吹紡裝置的示意圖。插圖是醫用膠水纖維的SEM圖像。（d）紡絲前豬肝傷口。（e）將醫用膠粘纖維紡到豬肝傷口表面。HE染色，正常豬肝（f，g），溶液吹紡（f'，g'）。（f和f'原始放大倍數×10；g和g'原始放大倍數×40）。

圖9.（a）豬脊髓。（b）縫合的豬脊柱傷口。（c）紡絲前的傷口。（d）紡絲后的傷口。