授課老師： 廣東省醫(yī)療器械研究所科研部副主任,、高級(jí)工程師 黃德群

　　擁有80多年歷史的烏克蘭巴頓焊接研究所在世界焊接科技領(lǐng)域享有盛譽(yù),，其中，有一項(xiàng)奇特的技術(shù)你可能聞所未聞——人體軟組織焊接術(shù),。2011年,，“中國(guó)-烏克蘭巴頓焊接研究院”在廣州成立，我們的專業(yè)人員也開(kāi)始研究這項(xiàng)技術(shù),。

　　近日,，“公開(kāi)課”全媒體團(tuán)隊(duì)走進(jìn)廣東省科學(xué)院-廣東省醫(yī)療器械研究所，觀摩了高頻電流焊接豬小腸的全過(guò)程,，研究所的高級(jí)工程師黃德群老師為我們仔細(xì)講解了這項(xiàng)令人腦洞大開(kāi)的人體軟組織焊接術(shù),。

　　敲 黑 板

　　烏克蘭焊接術(shù)世界聞名?！爸袊?guó)-烏克蘭巴頓焊接研究院”于2011年初成立,，由中國(guó)科技部、烏克蘭國(guó)家科學(xué)院指導(dǎo),，由廣東省科學(xué)院,、烏克蘭巴頓焊接研究所、廣東省科技廳,、廣州市人民政府四方共建,，旗下包括多個(gè)實(shí)驗(yàn)室及工程中心，廣東省醫(yī)療器械研究所就是其中一個(gè),。此次上課的老師就來(lái)自廣東省醫(yī)療器械研究所,。

　　以往，一提到焊接,，人們總是同工業(yè)聯(lián)系到一起,，但今天我們講解的焊接術(shù)應(yīng)用于生物醫(yī)療領(lǐng)域。烏克蘭國(guó)家科學(xué)院巴頓焊接研究所從1992年就開(kāi)始研究活體軟組織高頻焊接技術(shù),，并將其應(yīng)用于臨床,，成為外科手術(shù)縫合的一種選擇,。

　　我們的課程從手術(shù)“縫合”史開(kāi)始切入，仔細(xì)講解人體焊接術(shù)的來(lái)龍去脈,。來(lái)到中國(guó),，來(lái)到廣州，這項(xiàng)還處于探索階段,、讓人腦洞大開(kāi)的焊接技術(shù)又是如何,？來(lái)來(lái)來(lái)，上課啦,。

　　非洲人這樣縫

　　傷口怎么縫,？有些非洲人是這么干的。

　　在非洲有一種行軍蟻,，被認(rèn)為是“療傷神器”,，當(dāng)?shù)鼐用駥⑦@種行軍蟻放到傷口處，行軍蟻聞到血腥味后用力下去,，當(dāng)?shù)厝嗽倥さ粑浵伾眢w,，只留下咬住傷口的頭部。這種“活體線”能夠保留數(shù)天,，就像醫(yī)院縫針處理一樣,。

　　4000年來(lái)，老祖宗這樣縫

　　4000年前,，人類已開(kāi)始用針線縫合,，老祖宗們主要通過(guò)骨針和亞麻線來(lái)處理傷口。此后數(shù)千年中,，針線材料大致保持不變：針是由骨或金屬制成,。線是由植物材料（亞麻、大麻和棉花）或動(dòng)物材料（頭發(fā),、肌腱,、動(dòng)脈、肌肉條或絲綢,、羊腸線）制成,。

　　外科醫(yī)生這樣縫

　　1906年，第一條經(jīng)過(guò)碘處理的無(wú)菌羊腸線誕生,。此后,，縫合器械縫合技術(shù)不斷進(jìn)步不斷變革，但其基本原理都是一樣——止血和固定組織,?？p合線包括吸收和不可吸收兩大類，需要臨床醫(yī)生根據(jù)不同的組織及手術(shù)需求選擇,。

　　30多年前,， 一個(gè)叫巴頓的老頭摔了一跤……

　　鮑里斯·巴頓是烏克蘭巴頓焊接研究所所長(zhǎng),。有一次巴頓老頭摔倒了，治療了很久時(shí)間都沒(méi)康復(fù),，他于是胡思亂想：既然焊接技術(shù)可以用于各種物件的“拼接”,，能不能把自己的傷口組織“焊”起來(lái)呢。

　　頭兒有了創(chuàng)意,，團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研究,。從1992年開(kāi)始，巴頓焊接研究所開(kāi)始腦洞大開(kāi),，琢磨怎么用高頻電流把活體軟組織“焊”起來(lái)……

　　10年后……

　　烏克蘭巴頓焊接研究所通過(guò)與國(guó)際焊接組織及美國(guó)企業(yè)的共同合作，大約10年后,，人體軟組織焊接術(shù)在烏克蘭應(yīng)用于臨床,。迄今為止，在烏克蘭,，這項(xiàng)技術(shù)在130多種人體手術(shù)上共實(shí)施了超過(guò)65000例,，在俄羅斯、美國(guó)及歐洲也有應(yīng)用,。老巴頓的奇思妙想變成了現(xiàn)實(shí),。

　　做個(gè)實(shí)驗(yàn)先

　　通過(guò)高頻電流實(shí)現(xiàn)人體組織焊接，這一“聳人聽(tīng)聞”的技術(shù),，具體的操作過(guò)程是怎樣的呢,？在廣東省醫(yī)療器械研究所，記者目睹了豬小腸離體焊接實(shí)驗(yàn)過(guò)程,。

　　讓我們先說(shuō)說(shuō)原理：人體組織高頻焊接,，主要通過(guò)調(diào)節(jié)和控制高頻電流產(chǎn)生溫度，首先使細(xì)胞膜破壞,，釋出蛋白質(zhì),，然后再進(jìn)一步調(diào)節(jié)電流，并施加壓力,，使細(xì)胞間的蛋白質(zhì)受熱變性,，發(fā)生纏繞凝集，從而實(shí)現(xiàn)傷口結(jié)合界面的連接,。

　　溫度要準(zhǔn)

　　在焊接過(guò)程中,，除了高頻電流、吻合壓力的特殊作用外,，焊接溫度是其中的關(guān)鍵因素,，最佳的溫度是控制在蛋白的可逆熱變性范圍內(nèi)(例如50~60攝氏度)，但目前對(duì)活體軟組織的高頻電流精確加熱仍存在挑戰(zhàn),，這是我們繼續(xù)開(kāi)展研究的目的,，也是促進(jìn)焊接技術(shù)在各專業(yè)外科日常應(yīng)用的基礎(chǔ),。這里所說(shuō)的“高頻”，指的是440KHZ(千赫茲),，而家用電流的頻率一般為50HZ（赫茲）,。

　　儀器要穩(wěn)

　　“人體軟組織高頻焊接設(shè)備”與打印機(jī)一般大小，連接著各種精細(xì)的焊接工具,。設(shè)備有切割,、凝血、焊接模式,，每個(gè)模式有10個(gè)檔位,，每個(gè)檔位輸出的波形不一樣，針對(duì)不同的軟組織進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn),，最后模擬出可以適用于人體軟組織的焊接算法,。

　　意外1：溫度太高啦

　　整個(gè)“焊接”過(guò)程需要精確調(diào)制高頻電流，控制作用時(shí)間和加熱溫度,，以保證組織活性,。如果溫度過(guò)高，組織就會(huì)發(fā)生碳化,，變成“烤肉”,。

　　意外2：突然斷電啦

　　如果機(jī)器不穩(wěn)定，比如手術(shù)中突然斷電,，就可能噴血滲漏,，或造成組織不可修復(fù)的損傷。

　　蛋白凝結(jié)

　　通過(guò)高頻電流轉(zhuǎn)換產(chǎn)生熱量,，軟組織中的蛋白質(zhì)就會(huì)融化,，進(jìn)而粘合凝固在一起，就如“煎雞蛋”,。通過(guò)針線進(jìn)行縫合,，皮膚容易留下疤痕，還可能發(fā)生免疫反應(yīng),；但通過(guò)自身的蛋白質(zhì)進(jìn)行“縫合”,，當(dāng)場(chǎng)就能彌合，形成的疤痕也更淺,。

　　用于切割止血

　　在手術(shù)中,，高頻電流通過(guò)軟組織，會(huì)引起瞬時(shí)的熱損毀,，從而達(dá)到切割的目的,。而蛋白溢出粘合可同時(shí)實(shí)現(xiàn)止血。

　　用于封閉連接

　　在蛋白質(zhì)的溢出,、粘合的過(guò)程中,，實(shí)現(xiàn)傷口的封閉和結(jié)合界面的連接,。如兩截?cái)嗄c就可以如此接到一處。

　　用于血管

　　目前,，在烏克蘭以及部分歐美國(guó)家,，這項(xiàng)技術(shù)用得最多的領(lǐng)域是手術(shù)中的各種粗細(xì)血管的閉合。

　　用于組織器官

　　可以用于肝臟的無(wú)血切割分離,，眼部組織焊接,，肺組織中肺泡、血管,、支氣管焊接閉合,，胃腸組織吻合等不同類型的手術(shù)中。

　　用于皮膚

　　皮膚角質(zhì)層多,，組織結(jié)構(gòu)及電氣性能與一般軟組織有較大差異,，焊接難度大，目前研究團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)展技術(shù)攻關(guān),。

　　要想應(yīng)用于臨床，我們還需要做什么

　　老師告訴我們,，這項(xiàng)技術(shù)目前在我國(guó)還處在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,，要真正地用在人身上，還需要克服以下問(wèn)題：

　　一是設(shè)備的可靠性,。在焊接的過(guò)程中,，一定要保證溫度的精確和平穩(wěn)，控制在蛋白的可逆熱變性范圍內(nèi),，以上必須通過(guò)機(jī)器不斷地自動(dòng)調(diào)節(jié)電流大小來(lái)實(shí)現(xiàn),。而機(jī)器要實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)節(jié)，需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及調(diào)制策略,，形成焊接算法,，這是目前研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行的工作。

　　二是由于不同組織的蛋白特性有差異,，焊接的溫度,、方式都需要更精準(zhǔn)。比如焊接血管和焊接器官,，溫度就有所不同,。在焊接過(guò)程中，要盡量保持細(xì)胞活性,，這樣組織才能較快地進(jìn)行自我修復(fù),。

　　三是一些特殊部位，比如皮膚,，由于角質(zhì)層比較多,，與內(nèi)臟有比較大的差別,，焊接難度比較大。但目前已經(jīng)可以在尸體上實(shí)現(xiàn)了皮膚焊接,，并且保持了較大的強(qiáng)度,，通過(guò)進(jìn)一步研究，有望取得更大的進(jìn)展,，最終實(shí)現(xiàn)皮膚的無(wú)疤痕吻合,。（采寫(xiě)/記者羅樺琳 手繪/記者黃思勤 統(tǒng)籌/記者王曉云）

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責(zé)任編輯： 邱麗芳