打爆眼睛如何续命?这难道是《王牌特工》同款凝胶?

本期《科学-转化医学》(Science Translational Medicine)杂志的封面颇具暴力美学:裸露的眼球、刺目的伤痕和不明所以的“毛毛虫”状物,在黑色背景的衬托下刺激着人们的猎奇心。

受伤的眼球和“体贴入微”的感温水凝胶:低温时,凝胶聚合物“伸出”亲水的侧链(像及了毛毛虫的腹足);达到体温时,凝胶“收起”侧链,聚合成团“安抚”受伤的眼球。图片来源:Science

然而,这却是一个有温度的治愈系的故事……

关于受伤的眼球和“体贴入微”的凝胶…

关于王的男人死而复生的可能。

脸叔复活-开放性眼球损伤-感温水凝胶

王牌特工中的脸叔(演员Colin Firth,因颜值爆棚且Firth发音类似Face而被昵称为脸叔)在第一部剧尾惨遭眼部爆头的致命伤。在第二部的设定中,脸叔神乎其神的回归了!脸叔的“复活”基本全靠ALPHA GEL,一款王牌特工保命神器。

本着脑洞无限大的精神,对这一桥段的分析如下:

脸叔受到近距离枪击,(结合原著漫画细节)子弹经左眼穿入,从后脑穿出。近击爆头的存活率极低,为了减弱死而复活的违和感,抢救中先用高能绷带固定左眼至后脑的贯通伤,用笔芯注射器注入核心科技——ALPHA GEL,再运回大本营治疗。

王的男人—脸叔受伤及抢救经过。在王牌特工1中,脸叔在教堂之役后惨遭爆头,左眼开放性眼球损伤。脸叔伤情经兄弟组织发现后,急救小分队火速赶至事故现场并给予急救处理。其中起到化腐朽为神奇作用的是兄弟组织自主知识产权的阿法尔胶(ALPHA GEL)——直达患处保护神经组织并帮助修复的神器,但是有失忆症的副作用(推动剧情发展)。图片来源:王牌特工2:黄金圈网络视频截图|拼图及吐槽:脑洞谢

当然,现实世界中别说是爆头了,单是遭遇这种开放性眼球损伤也是非常危险的。全世界开放性眼球损伤每年发生20万例,年发病率每10万人3.5例[1]。青少年经常因车祸、打架、放炮竹、玩气枪等造成开放性眼球损伤。不同于电影中的处理,一旦确诊为眼球破裂伤,紧急处理的重点是预防破伤风和经验性应用抗生素,为日后的根治性手术作准备。一般来说,24小时内快速封住开放性眼球损伤有助于获得最佳的视力结局

看见Niki Bayat小组推出的修眼神胶时[2],被安利了王牌特工电影后脑洞大开的我立马联系上了ALPHA GEL。虽然没有ALPHA GEL自带纳米机器人的科幻修复功能,但这款现实版凝胶的目标与ALPHA GEL倒是很像的——在战争状态,或者没有条件立即眼科手术修复的情况下,临时封住开放性眼球损伤,为日后的手术创造更好的眼部条件。胶体接触到眼球才会凝固成形,持久力强,浇上冷水就能变形取出,不造成二次伤害等特点让这款凝胶颇具卖点,有望加入新一轮王牌装备。

能屈能伸-使用方便-用了都说好

理想的修眼凝胶需要具有两方面的特性:

一是可以根据温度的变化完成固态和液态之间的转化——在体温的时候呈固态封住眼睛的开放性创口,在温度下降到15摄氏度后就可以溶解成液态。

二是发明一种装置方便快捷地将这种凝胶用合适的温度放进合适的地方。

智能修眼凝胶原理示意图。凝胶在15-25℃时呈液态,分子结构中的亲水基团舒展呈液态;凝胶加热至32℃以上后呈固态,分子结构疏水呈球状。当有开放性眼伤时,将液态的凝胶注入伤口,凝胶接触人体后温度上升,贴合创口的形状凝固,从而封闭开放伤口。当需要进一步手术时,用冷水将凝胶降温至15℃液化后取出。图片来源:文献[2]|翻译:脑洞谢

研究人员利用一种叫做聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的凝胶,充分利用它随温度会改变自身形状的特性,优化出了一款适合开放性眼伤,弹性和持久力均佳的凝胶。用此款凝胶封住伤口,不但可以控制眼压,甚至还有一定的粘合功能

性能这么好,怎么才能在实际中推广呢?总不能在战场救人时自带一个实验室吧!

装备小组考虑到这个问题,贴心地设计了随身版“凝胶小助手”。小助手其实就是一个带着温控隔层的注射器,隔层里装着硝酸铵,利用硝酸铵溶于水吸热的原理调控温度。平时在注射器里装满凝胶备用(无需冷藏),需要使用的时候从入口处加水,隔层内化学反应使得凝胶在60秒内降温至0℃变成液体,维持10℃以下十分钟,在这十分钟内由急救人员将液体凝胶注入受伤的眼球内。

随身版“凝胶小助手”示意图及实际使用示范。同ALPHA GEL随身装类似,本品采用注射器样式,可以持续加样,智能温控,经动物及人体试验验证有效。图片来源:文献[2]|翻译:脑洞谢

 有了“凝胶小助手”之后,研究人员先在猪的眼球上做了体外实验——切开亡猪的眼球后从切口将凝胶注入眼后房,退针时持续注胶使得整个伤口都充满凝胶。优化的凝胶在任何浓度下都可以有效地控制眼压。

为了进一步证明凝胶在活体上的眼压维持效果,研究人员用兔子建立了开放性眼伤模型——在兔兔受伤后将修眼凝胶注入伤口内,观察眼内压的变化。兔兔受伤的右眼和正常的左眼形成了绝佳的配对,通过监测同一只兔兔右眼:左眼的眼压比可以明确凝胶治疗开放性眼伤的效果。治疗组兔兔的眼压可以维持在正常眼压低限的90%,避免了在有开放性眼伤时,眼压剧烈变化、眼内容物脱出的危险。

经过2天、一周、一个月的持续观测,研究人员发现,凝胶的这个效果可以持续30天,且没有明显的毒副作用。Bayat兴奋之余,赶紧联系了部队的眼科医生们,把此神器分享给大家。

至文章发表之时,已经有53名医生经过培训后使用了这一装备,其中59%觉得这是一个紧急处理开放性眼外伤的好主意,三分之二的人觉得“凝胶小助手”很好用,94%的用户都觉得,这将是一个作战必备的神器。

当然,但愿没有很多人真的需要用到它。(编辑:明天)

参考文献:

  1. Schmidt GW, Broman AT, Hindman HB and Grant MP. (2008). Vision survival after open globe injury predicted by classification and regression tree analysis. Ophthalmology
  2. Niki Bayat, Yi Zhang, Paulo Falabella, Roby Menefee, John J. Whalen III, Mark S. Human and Mark E. Thompson. (2017). A reversible thermoresponsive sealant for temporary closure of ocular trauma. Science Translational Medicine.

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