一个活结，让新手医生打出完美手术结，浙大团队的这项研究四两拨千斤

源济

一个活结，让新手医生打出完美手术结，浙大团队的这项研究四两拨千斤

原创 Nature Portfolio 自然系列 2025年12月16日 22:41

原文作者：Elizabeth Gibney

串联在缝线上的精准线圈能让新手医生打出“漂亮”的手术结。

外科医生能用预系活结来精确控制缝线的张力。来源：Addictive Stock Creatives/Alamy

在手术缝线上添加一个容易解开的活结，或能让外科医生系出完美的手术结——紧度足以愈合伤口，但又不会损伤组织。

研究人员通过计算得出，通过精准控制活结的几何结构和摩擦力，就能通过“编程”让它在受到特定拉力时松开。

这让外科医生或机器人在缝合伤口时用最适的力度闭合伤口，拉住活结的开口端，并在活结解开时停止用力。保证力度大小很重要：缝线太紧或太松都会导致并发症。

在《自然》发表的这项研究[1]中，模拟手术显示，这一活结技术能让低年资医生打出与高年资医生同样精准的外科结。当用于大鼠时，相比传统缝线，有活结辅助的肠道手术能让血流更快恢复，减少渗漏和疤痕组织。

简易缝线法

外科医生一般通过看和感受来判断缝线的张力——这种本领需要经年累月的积累，而且在专家中也并不一致。

浙江大学的力学与机器人学研究员李铁风说，在缝线上串联一个活结相当于加了“一个内置的机械保险丝”，限制了能传递到该组织的力量。李铁风联合领导的一支由数学家、力学研究员和临床医生组成的团队完成了这项研究。“外科医生只需遵循一个很简单的规则：拉到它解开为止，这样你就知道力度已到位。”

如果拉线的力度够大，一个简单的活结就会松开。来源：Chaoyang Zhao, Kaihang Zhang, Tiefeng Li

这里使用的活结打了一个圈，如果牵拉线的一头，这个圈就会解开。这种结看似简单，但其内部力学却很复杂，李铁风说，“活结解开时，手术线就会弯折、扭曲、滑动、自我摩擦，活结的几何结构会发生快速变化。”

为了设计出用特定力量拉扯时就能解开的活结，团队首先测试了不同线和结的性质会如何影响解开所需的力度，随后再用高分辨图像研究了结解开的过程。基于这些测试，他们导出了关于活结紧度和线表面粗糙度等性质与解开所需力度的方程。

今后，团队希望外科医生能用上针对特定手术校准的预系活结的手术线，或用一个系活结装置来按需构建这种活结。团队认为，这种技术尤其适合锁孔手术和机器人——在锁孔手术中，临床医生无法直观感受到自己的动作。

“过去几十年里，缝线技术并无太大改变，”加拿大卡尔加里大学神经外科医生和机器人开发者Garnette Roy Sutherland说，“如果作者提议的这种缝线能用于临床且能万无一失，就能大大超越最前沿的技术。”

参考文献：

1. Xue, Y. et al. Nature 647, 889–896 (2025).

原文以These ‘programmable’ knots harness physics to make surgical stitches safer标题发表在2025年11月26日《自然》的新闻版块上