Inženjeri MIT-a osmislili su snažno, biokompatibilno ljepilo koje može zapečatiti ozlijeđeno tkivo i zaustaviti krvarenje, inspirirano ljepljivom tvari koju školjke koriste za lijepljenje kamenja. Zasluge: slike dionica
Novo ljepilo koje oponaša ljepljivu tvar koju koriste školjke za lijepljenje kamenja može pružiti bolji način za liječenje traume.
Inspirirani ljepljivom tvari koju školjke koriste za lijepljenje kamenja, inženjeri MIT-a dizajnirali su snažno biokompatibilno ljepilo koje može zatvoriti ozlijeđeno tkivo i zaustaviti krvarenje.
Čak i ako je površina prekrivena krvlju, ova nova pasta može se zalijepiti za površinu i može stvoriti čvrsto brtvljenje u roku od 15 sekundi nakon nanošenja. Istraživači kažu da ovo ljepilo može pružiti učinkovitiji način liječenja traume i pomoći u kontroli krvarenja tijekom operacije.
“Problem adhezije rješavamo u izazovnom okruženju, odnosno vlažnom, dinamičnom okruženju ljudskih tkiva. Istodobno, pokušavamo transformirati ta osnovna znanja u prave proizvode koji mogu spasiti živote”, rekao je Zhao Xuanhe, profesor inženjerstva i građevinarstva i inženjerstva zaštite okoliša te jedan od starijih autora studije.
Christoph Nabzdyk je kardijalni anesteziolog i liječnik intenzivne njege na klinici Mayo u Rochesteru, Minnesota, i viši autor rada, koji je objavljen u Nature Biomedical Engineering 9. kolovoza 2021. Znanstvenik MIT Hyunwoo Yuk i postdoktorski kolega Jingjing Wu glavni su autori studije.
Istraživačka skupina: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (s lijeva na desno), drže u rukama ljusku i hemostatsku mast za žvakalo meso. Zasluge: Omogućio istraživač
Pronalaženje načina za zaustavljanje krvarenja je dugogodišnji problem, ali još nije u potpunosti riješen, rekao je Zhao. Šavovi se obično koriste za zatvaranje rana, ali šavovi su dugotrajan proces koji osobe koje prvi reagiraju obično ne mogu učiniti u hitnim slučajevima. Među vojnicima gubitak krvi je vodeći uzrok smrti nakon traume, dok je u općoj populaciji gubitak krvi drugi vodeći uzrok smrti nakon traume.
Posljednjih godina na tržištu su se pojavili neki materijali koji mogu zaustaviti krvarenje, koji se nazivaju i hemostatici. Mnogi od njih sastoje se od flastera koji sadrže čimbenike zgrušavanja koji sami pomažu u zgrušavanju krvi. Međutim, potrebno je nekoliko minuta da formiraju pečat i ne djeluju uvijek na ranama koje jako krvare.
Zhaov laboratorij je dugi niz godina predan rješavanju ovog problema. Njegov tim je 2019. razvio dvostranu traku za tkivo i pokazao da se može koristiti za zatvaranje kirurških rezova. Ova traka inspirirana je ljepljivim materijalom koji pauci koriste za hvatanje plijena u vlažnim uvjetima. Sadrži nabijene polisaharide koji mogu apsorbirati vodu s površine gotovo odmah, uklanjajući male suhe mrlje na koje se ljepilo može zalijepiti.
Za svoje novo ljepilo za tkiva, istraživači su ponovno crpili inspiraciju iz prirode. Ovoga su puta svoju pozornost usmjerili na školjke, male rakove vezane za druge životinje kao što su stijene, trupovi čamaca, pa čak i kitovi. Te su površine vlažne i obično vrlo prljave - ovi uvjeti otežavaju prianjanje.
"Ovo nam je privuklo pažnju", rekao je Yuk. “Ovo je vrlo zanimljivo, jer da biste zatvorili krvarenje, morate se nositi ne samo s vlagom, već i s onečišćenjem krvi koja istječe. Otkrili smo da ovo stvorenje koje živi u morskom okolišu radi potpuno isto što i mi moramo učiniti kako bismo se nosili s njim. Složeni problemi s krvarenjem.”
Istraživačka analiza žvakaće gume pokazuje da ima jedinstven sastav. Ljepljive proteinske molekule koje pomažu da se bjelančevina pričvrsti na površinu suspendirane su u nekoj vrsti ulja, koje može odbiti vodu i sve onečišćenja koja se nalaze na površini, tako da je ljepljivi protein čvrsto pričvršćen za površinu.
Tim MIT-a odlučio je pokušati oponašati ovo ljepilo prilagođavanjem ljepila koje su prethodno razvili. Ovaj viskozni materijal sastoji se od polimera nazvanog poli(akrilna kiselina) u koji je ugrađen organski spoj nazvan NHS ester kako bi se osigurala adhezija, dok je hitozan šećer koji ojačava materijal. Istraživači zamrzavaju pahuljice ovog materijala, melju ih u čestice, a zatim suspendiraju te čestice u medicinskom silikonskom ulju.
Kada se dobivena pasta nanese na mokru površinu (kao što je tkivo prekriveno krvlju), ulje će odbiti krv i druge tvari koje mogu biti prisutne, uzrokujući umrežavanje viskoznih čestica i stvaranje čvrstog pečata na rani. Istraživački testovi na miševima pokazali su da se unutar 15 do 30 sekundi nakon nanošenja ljepila, laganog pritiska, ljepilo stvrdnulo i prestalo krvariti.
Istraživači su rekli da je u usporedbi s dvostranom trakom koju su istraživači dizajnirali 2019. godine, jedna od prednosti ovog novog materijala ta što se pasta može oblikovati tako da odgovara nepravilnim ranama, a traka bi mogla biti prikladnija za zaptivanje kirurških zahvata. Napravite rez ili pričvrstiti medicinski uređaj na tkivo. "Mobilna pasta može teći u bilo koji nepravilan oblik i brtvljenje i stati u njega", rekao je Wu. "Ovo omogućuje korisnicima da se slobodno prilagode raznim ranama koje krvare nepravilnog oblika."
U testovima provedenim na svinjama, Nabzdyk i njegovi kolege s klinike Mayo otkrili su da ovo ljepilo može brzo zaustaviti krvarenje, te da djeluje brže i učinkovitije od komercijalno dostupnog hemostatskog sredstva koje su uspoređivali. Može djelovati čak i kada se svinjama daje snažan razrjeđivač krvi (heparin) kako krv ne bi spontano stvarala ugruške.
Njihovo istraživanje pokazuje da pečat ostaje netaknut nekoliko tjedana, ostavljajući vrijeme da tkivo samo zacijeli, a ljepilo uzrokuje malu upalu, slično upali uzrokovanoj hemostaticima koji se trenutno koriste. Ljepilo će se polako apsorbirati u tijelu u roku od nekoliko mjeseci. Ako kirurg treba sanirati ranu nakon prve primjene, ona se također može ukloniti unaprijed pomoću otopine koja je otapa.
Istraživači sada planiraju testirati ljepilo na većim ranama i nadaju se da će to dokazati da se ljepilo može koristiti za liječenje trauma. Također su zamislili da bi to moglo biti korisno tijekom operacije, koja obično zahtijeva od kirurga da provede mnogo vremena u kontroli krvarenja.
"Tehnički smo sposobni izvesti mnoge složene operacije, ali naša sposobnost da brzo kontroliramo posebno teško krvarenje nije se stvarno poboljšala", rekao je Nabzdyk.
Druga moguća primjena je pomoć u zaustavljanju krvarenja. Ovi pacijenti imaju plastične cijevi umetnute u krvne žile, kao što su one koje se koriste za arterijske ili centralne venske katetere ili ekstrakorporalnu membransku oksigenaciju (ECMO). Tijekom ECMO-a, stroj se koristi za ispumpavanje krvi pacijenta iz tijela kako bi se oksigenirala. Koristi se za liječenje osoba s teškim zatajenjem srca ili pluća. Cjevčica se obično postavlja nekoliko tjedana ili mjeseci, a krvarenje na mjestu umetanja može uzrokovati infekciju.
Referenca: “Pasta inspirirana gumom za brzo hemostatsko zatvaranje neovisno o koagulaciji” Autori: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S Nabzdyk i Xuanhe Zhao, 9. kolovoza 2021., Prirodno biomedicinsko inženjerstvo.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
Istraživači su dobili sredstva od MIT Deshpande centra kako bi im pomogli komercijalizirati ljepilo, što se nadaju postići nakon dodatnih pretkliničkih studija na životinjskim modelima. Istraživanje je također dobilo sredstva od Nacionalnog instituta za zdravlje, Nacionalne zaklade za znanost i Ureda za istraživanje vojske preko Soldier Nanotechnology Institute na Massachusetts Institute of Technology i Zoll Foundation.
Molim vas, komercijalizirajte ga što je prije moguće. Žena mi je zalijepila ranu ljepilom. Bocka kao pakao. Pa, možda sam beba, kako je rekla svaki put kad se prijavila.
SciTechDaily: Najbolji dom vijesti o znanosti i tehnologiji od 1998. Budite u tijeku s najnovijim tehnološkim vijestima putem e-pošte ili društvenih medija.
Proučavanje 6,2 milijuna pacijenata od strane istraživača Kaisera Permanentea i CDC-a nastavit će se dvije godine. Istraživači iz Federalne i Caesars medicinskih ustanova češljaju zdravstvene kartone...
Vrijeme objave: 09.09.2021