这些“可编程”绳结用物理原理让手术缝合更安全

外科医生可使用预系的活结来精确控制缝合线的张力。图片来源：Addictive Stock Creatives/Alamy
在手术缝合线上加入易解开的活结，有助于外科医生打出完美的缝合结——既要足够紧以促进伤口愈合，又不会过紧而损伤组织。
中国杭州浙江大学的研究人员找到了精确控制绳结几何形状和摩擦力的方法，从而能够“编程”绳结在受到特定拉力时解开。这使得外科医生（或机器人）在缝合伤口时，只需拉动打结线头直至绳结解开，就能以恰到好处的力度拉紧缝合线。控制好力度至关重要：缝合过紧或过松都可能引发并发症。
11月26日发表在《自然》杂志上的模拟手术研究显示，这种活结技术能让经验不足的外科医生缝合水平与资深医生相当。在大鼠实验中，采用活结辅助的结肠手术比传统缝合更快恢复血流，渗漏更少，疤痕组织也更少。
缝合变得简单
外科医生通常通过视觉和手感来判断缝合线的张力，这种技能需要多年学习，且即使在专家之间也存在差异。
中国浙江大学力学与机器人学研究员李铁风（音译）是该研究团队的联合负责人，该团队由数学家、力学研究人员和临床医生组成。他表示，在缝合线上加入活结就像“一种内置的机械保险丝”，能限制传递到组织的力。“外科医生只需遵循一个简单规则：拉到活结解开，就知道达到了预期的力度。”
所用的活结类型包含一个环，当拉动线的一端时环会解开。李铁风说，尽管这类绳结看似简单，但其内部力学机制很复杂。“当活结解开时，线会弯曲、扭转、滑动并相互摩擦，绳结的几何形状变化非常快。”