微血管吻合术，即小口径血管（0.5至3 mm）的外科对接，是器官移植和重建外科中的一项基础技术。然而，沿用了百年的传统手工缝合方法技术难度高、耗时长，且对血管内皮固有地造成创伤，导致血栓形成以及低至50%的5年通畅率。市售的吻合器虽提供了更快的替代方案，却引入了新的问题，包括机械顺应性不匹配和异物反应，进而导致内膜增生和远期失效。临床上仍需要一种快速、可靠且创伤更小的微血管吻合方法。尽管生物粘合剂是传统缝合的一种有前景的替代方案，但现有选项仍面临相当大的挑战。关键在于，目前尚无市售粘合剂能够独立实现牢固可靠的血管吻合。它们在湿润或充满血液的手术野中往往失效，此时水分子形成水合屏障，损害粘合剂-组织界面。此外，血管横截面微尺度上的粘合强度不足仍是一个主要问题。现有生物粘合剂在血管应用中的另一个担忧是其固有的致血栓性。这些重大风险凸显了开发以下粘合剂系统的必要性：要么精心避免任何腔内暴露，要么由固有非致血栓材料构成。第三个关键缺口是缺乏术后连续监测方法，以实现狭窄或移植物失败的早期风险预测。此外，对于拟长期留置的植入式吻合装置，慢性组织反应和长期生物相容性仍是重要的转化考量。
二、【成果掠影】
在此，陆军军医大学曾文教授和加拿大曼尼托巴大学邢孟秋教授等人（通讯作者）提出一种受植物根系锚定启发的集成微针互锁粘合系统（iMAS），该平台将疏水性聚合物基质与四面体微针相结合，形成牢固的三维粘合，实现快速、安全的吻合。嵌入的人工智能（AI）辅助无线传感器可对血管血流动力学和心脏移植物的健康状况进行连续、实时监测，有助于预测性识别狭窄和移植排斥等并发症。在大鼠模型中，iMAS将手术时间缩短了78%，并抑制了新生内膜增生。iMAS简化了微血管吻合术，并实现了移植中的主动移植物监测。
相关研究成果以“AI-monitored bioadhesive for sutureless microvascular anastomosis”为题发表在Science上。
三、【核心创新点】
1.作者受水下植物根系在湿土中锚定机制的启发，开发了一种集成微针互锁粘合系统，该系统由硅基耗散型粘合基质与三维（3D）打印的四臂径向对称微针相结合构成；
2.这一双重机制确保了快速、安全的吻合，假设这种无缝线技术能保持内皮完整性并促进有利的血流动力学，从而减轻内膜增生的主要驱动因素。
四、【数据概览】
图1 用于微血管吻合的生物粘附系统的设计与工作原理© 2026 AAAS
图2 iMAS的黏附机制及其可调微针界面©2026 AAAS
图3 iMAS可实现快速微血管吻合，并改善术后功能及长期血管重塑效果©2026 AAAS
图4 iMAS可在大鼠模型中实现微血管吻合、血流动力学监测及术后移植物监测©2026 AAAS
五、【成果启示】
总的来看，本文开发了一种多功能生物粘合平台，旨在解决微血管吻合术中相互关联的关键失效问题，操作效率低、机械不稳定及不良病理性重构。通过将仿生锚定机制与血流动力学优化及无线生物传感相集成，iMAS超越了单纯密封剂的角色，成为一种主动外科器械。其核心是受植物根系启发的设计，可在传统粘合剂失效的湿润动态条件下实现牢固粘附，排水基质提供强化学键合，微针阵列提供深层机械互锁，形成抗生理压力分层的水密三维界面。这种创伤更小的套袖式应用保持了光滑的管腔几何形态，维持层流并消除缝线所致的湍流涡旋，从而阻断向长期狭窄发展的级联反应。该平台还集成了无线传感，结合AI辅助分析，可对狭窄严重程度进行精确分层并早期检测移植物功能障碍，弥补了常规间歇评估易漏检关键血流动力学事件的不足。其设计原则可拓展至神经对接、硬脑膜修复、肌腱再附着及止血创面闭合等湿润组织粘合场景，无线传感能力也适用于胆管、输尿管和肠道吻合等管状结构的监测。
文献链接：“AI-monitored bioadhesive for sutureless microvascular anastomosis
”（Science，2026，10.1126/science.aed8712）
本文由CYM编译供稿。
