Інжынеры Масачусецкага тэхналагічнага інстытута распрацавалі магутны біясумяшчальны клей, які можа герметызаваць пашкоджаныя тканіны і спыняць крывацёк, натхнёны ліпкім рэчывам, якое ракушкі выкарыстоўваюць для прыліпання да камянёў. Крэдыт: фотаздымкі
Новы клей, які імітуе ліпкае рэчыва, якое выкарыстоўваецца ракамі для прыліпання да камянёў, можа стаць лепшым спосабам лячэння траўмы.
Натхнёныя ліпкім рэчывам, якое ракушкі выкарыстоўваюць для прыліпання да камянёў, інжынеры Масачусецкага тэхналагічнага інстытута распрацавалі магутны біясумяшчальны клей, які можа запячатаць пашкоджаныя тканіны і спыніць крывацёк.
Нават калі паверхня пакрыта крывёю, гэтая новая паста можа прыліпаць да паверхні і ўтвараць шчыльнае ўшчыльненне на працягу прыкладна 15 секунд пасля нанясення. Даследчыкі кажуць, што гэты клей можа забяспечыць больш эфектыўны спосаб лячэння траўмы і дапамагчы кантраляваць крывацёк падчас аперацыі.
«Мы вырашаем праблему адгезіі ў складаным асяроддзі, гэта значыць у вільготным, дынамічным асяроддзі чалавечых тканін. У той жа час мы спрабуем ператварыць гэтыя базавыя веды ў рэальныя прадукты, якія могуць выратаваць жыццё», — сказаў Чжао Сюаньхэ, прафесар інжынерыі і грамадзянскага і экалагічнага будаўніцтва, адзін са старэйшых аўтараў даследавання.
Крыстаф Набздык - кардыянестэзіёлаг і ўрач інтэнсіўнай тэрапіі ў клініцы Мэйо ў Рочэстэры, штат Мінесота, і старэйшы аўтар артыкула, апублікаванай у Nature Biomedical Engineering 9 жніўня 2021 года. з'яўляюцца асноўнымі аўтарамі даследавання.
Даследчая група: Хёну Юк, Цзіньцзін Ву, Сюаньхэ Чжао (злева направа), якія трымаюць у руках ракавінку ракавіны і кровоостанаўліваючую мазь. Заслуга: Прадастаўлена даследчыкам
Пошук спосабу спынення крывацёку з'яўляецца даўняй праблемай, але яна яшчэ не цалкам вырашана, сказаў Чжао. Швы звычайна выкарыстоўваюцца для закрыцця ран, але швы - гэта працаёмкі працэс, які супрацоўнікі першай дапамогі звычайна не могуць зрабіць у экстраных выпадках. Сярод вайскоўцаў страта крыві з'яўляецца асноўнай прычынай смерці пасля траўмаў, у той час як у агульнай папуляцыі страта крыві з'яўляецца другой прычынай смерці пасля траўмы.
У апошнія гады на рынку з'явіліся некаторыя матэрыялы, якія могуць спыніць крывацёк, якія таксама называюць кровоостанаўліваюшчым сродкамі. Многія з іх складаюцца з пластыраў, якія змяшчаюць фактары згусальнасці, якія спрыяюць згортванню крыві самастойна. Аднак яны займаюць некалькі хвілін, каб сфармаваць ўшчыльненне, і не заўсёды дзейнічаюць на моцна крывацечныя раны.
Лабараторыя Чжао шмат гадоў займаецца вырашэннем гэтай праблемы. У 2019 годзе яго каманда распрацавала двухбаковую тканкавую стужку і паказала, што яе можна выкарыстоўваць для закрыцця хірургічных разрэзаў. Гэтая стужка натхнёная ліпкім матэрыялам, які павукі выкарыстоўваюць для лоўлі здабычы ў вільготных умовах. Ён змяшчае зараджаныя поліцукрыды, якія могуць амаль адразу ўбіраць ваду з паверхні, выдаляючы невялікія сухія плямы, да якіх можа прыліпнуць клей.
Для свайго новага клею для тканін даследчыкі зноў чэрпалі натхненне ў прыродзе. На гэты раз яны засяродзілі сваю ўвагу на ракападобных — маленькіх ракападобных, прымацаваных да іншых жывёл, такіх як камяні, корпусы лодак і нават кіты. Гэтыя паверхні вільготныя і звычайна вельмі брудныя - гэтыя ўмовы абцяжарваюць адгезію.
"Гэта прыцягнула нашу ўвагу", - сказаў Юк. «Гэта вельмі цікава, таму што, каб запячатаць крывацечныя тканіны, трэба змагацца не толькі з вільгаццю, але і з забруджанасцю крыві, якая выцякае. Мы выявілі, што гэта істота, якое жыве ў марскім асяроддзі, робіць тое ж самае, што і мы павінны рабіць, каб з ім справіцца. Складаныя праблемы з крывацёкам».
Аналіз навукоўцаў камедзі ракухі паказвае, што яна мае ўнікальны склад. Ліпкія бялковыя малекулы, якія дапамагаюць ракушку прымацоўвацца да паверхні, узважаныя ў свайго роду алеі, якое можа адштурхваць ваду і любыя забруджвальнікі, якія знаходзяцца на паверхні, так што ліпкі бялок трывала прымацаваны да паверхні.
Каманда MIT вырашыла паспрабаваць імітаваць гэты клей, адрэгуляваўшы клей, які яны раней распрацавалі. Гэты глейкі матэрыял складаецца з палімера пад назвай полі(акрылавая кіслата), у які ўбудавана арганічнае злучэнне пад назвай NHS-эфір для забеспячэння адгезіі, а хітазан - гэта цукар, які ўмацоўвае матэрыял. Даследчыкі замарожваюць шматкі гэтага матэрыялу, здрабняюць іх у часціцы, а затым суспендуюць гэтыя часціцы ў медыцынскім сіліконавым алеі.
Калі атрыманая паста нанесена на вільготную паверхню (напрыклад, тканіна, пакрытая крывёю), алей будзе адштурхоўваць кроў і іншыя рэчывы, якія могуць прысутнічаць, што прывядзе да зшывання глейкіх часціц і ўтварэння шчыльнага ўшчыльнення на ране. Выпрабаванні даследчыкаў на мышах паказалі, што на працягу 15-30 секунд пасля нанясення клею, мяккага ціску, клей застываў і спыняў крывацёк.
Даследнікі сказалі, што ў параўнанні з двухбаковым скотчам, распрацаваным даследчыкамі ў 2019 годзе, адным з пераваг гэтага новага матэрыялу з'яўляецца тое, што пасту можна фармаваць, каб прыстасаваць няправільныя раны, і стужка можа быць больш прыдатнай для герметызацыі хірургіі. Зрабіце разрэз або прымацаваць медыцынскую прыладу да тканіны. «Паста, якая лепіцца, можа ўцякаць у любую няправільную форму і ўшчыльненне», - сказаў Ву. «Гэта дазваляе карыстальнікам свабодна адаптавацца да розных крывацечных ран няправільнай формы».
У тэстах, праведзеных на свіннях, Набздык і яго калегі з клінікі Майо выявілі, што гэты клей можа хутка спыніць крывацёк, і што ён дзейнічае хутчэй і больш эфектыўна, чым камерцыйна даступны кровоостанаўліваюшчае сродак, якое яны параўноўвалі. Ён можа працаваць нават пры даванні свінням магутнага разрэджвальніка крыві (гепарыну), каб кроў не ўтварала тромбаў самаадвольна.
Іх даследаванне паказала, што ўшчыльненне застаецца некранутым на працягу некалькіх тыдняў, што дазваляе тканінам самастойна загаіцца, а клей выклікае невялікае запаленне, падобнае на запаленне, выкліканае кровоостанаўліваюшчым сродкамі, якія выкарыстоўваюцца ў цяперашні час. Клей будзе павольна ўбірацца ў арганізм на працягу некалькіх месяцаў. Калі хірургу неабходна аднавіць рану пасля першапачатковага прымянення, яе таксама можна выдаліць загадзя, выкарыстоўваючы раствор, які растварае яе.
Зараз даследчыкі плануюць праверыць клей на вялікіх ранах, і яны спадзяюцца, што гэта дакажа, што клей можна выкарыстоўваць для лячэння траўмаў. Яны таксама меркавалі, што гэта можа быць карысна падчас аперацыі, якая звычайна патрабуе ад хірурга шмат часу, каб кантраляваць крывацёк.
«Мы тэхнічна здольныя выконваць мноства складаных аперацый, але наша здольнасць хутка кантраляваць асабліва моцнае крывацёк не палепшылася», - сказаў Набздык.
Іншае магчымае прымяненне - дапамагчы спыніць крывацёк. Гэтым пацыентам у крывяносныя пасудзіны ўстаўляюць пластыкавыя трубкі, напрыклад тыя, якія выкарыстоўваюцца для артэрыяльных або цэнтральных вянозных катетеров або экстракарпаральнай мембраннай аксігенацыі (ЭКМО). Падчас ЭКМО выкарыстоўваецца апарат для адпампоўкі крыві пацыента з арганізма, каб насыціць яе кіслародам. Ён выкарыстоўваецца для лячэння людзей з цяжкай сардэчнай або лёгачнай недастатковасцю. Трубка звычайна ўводзіцца на некалькі тыдняў ці месяцаў, і крывацёк у месцы ўвядзення можа выклікаць інфекцыю.
Даведка: «Паста, натхнёная жвавой камедь для хуткага і незалежнага ад каагуляцыі кровоостанаўліваючай герметызацыі» Аўтары: Хёну Юк, Цзінцзін Ву, Ціфані Л. Саррафіян, Сіню Мао, Клаўдзія Э. Варэла, Элен Т. Рош, Лі Г. Грыфітс, Крыстаф С. Набздык і Сюаньхэ Чжао, 9 жніўня 2021 г., Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
Даследчыкі атрымалі фінансаванне ад цэнтра Дэшпандэ Масачусецкага тэхналагічнага інстытута, каб дапамагчы ім камерцыялізаваць клей, чаго яны спадзяюцца дасягнуць пасля дадатковых даклінічных даследаванняў на мадэлях жывёл. Даследаванне таксама атрымала фінансаванне ад Нацыянальнага інстытута аховы здароўя, Нацыянальнага навуковага фонду і Упраўлення армейскіх даследаванняў праз Інстытут нанатэхналогій салдат Масачусецкага тэхналагічнага інстытута і Фонду Золла.
Калі ласка, калі ласка, камерцыялізуйце яго як мага хутчэй. Жонка заклеіла мне рану клеем. Жала як чорт. Ну, можа, я немаўля, як яна казала кожны раз, калі звярталася.
SciTechDaily: лепшы дом навін навукі і тэхнікі з 1998 года. Будзьце ў курсе апошніх тэхналагічных навін па электроннай пошце або ў сацыяльных сетках.
Даследаванне 6,2 мільёна пацыентаў Кайзер Перманентэ і даследчыкамі CDC будзе працягвацца на працягу 2 гадоў. Даследчыкі з федэральных медыцынскіх устаноў і медыцынскіх устаноў Caesars прачэсваюць медыцынскія запісы ...
Час публікацыі: 09.09.2021