来自Empa和苏黎世联邦理工学院的研究人员在最近发布在《小方法》杂志上的一项研究中引入了一种伤口闭合的新技术。利用一种新颖的激光焊接方法，该团队开发了一种使用金属和陶瓷纳米颗粒进行精确温度控制的方法，为传统缝合提供了一种更安全、更有效的替代方案。
用针线缝合伤口是人类在5000多年前发明的。从那时起，这个手术前提没有太大变化：组织中的切口或撕裂可以或多或少地正确地组合在一起，这取决于做手术的人和器械的指尖感觉。一旦伤口的两侧正确地相互连接，身体可能会自然地开始修复组织间隙。
然而，缝合线的目的并不总是能实现：缝合线有可能刺穿极其脆弱的组织并导致进一步的伤害。如果伤口闭合未能在内脏周围闭合，渗透缝合线也可能是一个潜在的致命问题。
通常，焊接是将材料与热和熔融的粘合物质熔合的过程。焊接程序在医学中的应用受到阻碍，因为这种热反应必须保持在生物材料非常特定的范围内，并且难以非侵入性地测量温度。
因此，由苏黎世联邦理工学院纳米粒子系统工程实验室和圣加仑恩帕粒子生物学相互作用实验室的Oscar Cipolato和Inge Herrmann领导的小组尝试了一种智能伤口闭合系统，该系统可以有效和温和地控制激光焊接。
出于这个原因，他们使用金属和陶瓷纳米颗粒创造了一种粘合剂，利用纳米测温法来调节温度。
粘合蛋白质-明胶浆料中两种纳米颗粒的相互作用是促成这种新型焊接技术优雅的另一个因素。氮化钛纳米颗粒吸收光，并在糊状物暴露于激光辐射时将其转化为热量。另一方面，这些浆料专门制造了钒酸铋颗粒，可用作微观荧光纳米温度计。
它们以与温度相关的方式发射特定波长的光，从而实现令人难以置信的精确实时温度控制。这使得该技术特别适合应用于微创手术，因为它可以以令人难以置信的精细空间精度检测浅表和深层伤口的温度变化，所有这些都不需要搅拌。
温和的红外线在计算机模拟中优化了“iSoldering”的设置后，研究人员能够分析复合材料的性能。在使用不同组织样本的实验室测试中，该团队与苏黎世大学医院、克利夫兰诊所(美国)和捷克查尔斯大学的外科医生合作，在胰腺和肝脏等器官上实现了快速、稳定和生物相容的伤口粘合。
使用 iSoldering 密封特别困难的组织切片，包括尿道、输卵管或肠道，同样有效且精细。纳米颗粒复合材料现已成为专利申请的主题。
研究人员并不满足于此，他们设法将刺眼的激光光源换成更柔和的红外光源。这使焊接科学更接近其在医院中的应用。
