Инженерите на МИТ дизајнираа моќен, биокомпатибилен лепак што може да го запечати повреденото ткиво и да го запре крварењето, инспириран од лепливата супстанција што ја користат мрсулите за да се залепат на карпите. Кредит: акции фотографии
Новото лепило што ја имитира лепливата супстанција што ја користат мрсулите за да се лепат до камењата може да обезбеди подобар начин за лекување на траумата.
Инспирирани од лепливата супстанца што мрсулите ја користат за да се лепат до камењата, инженерите на МИТ дизајнираа моќен биокомпатибилен лепак кој може да го запечати повреденото ткиво и да го запре крварењето.
Дури и ако површината е покриена со крв, оваа нова паста може да се залепи на површината и може да формира цврсто затворање во рок од околу 15 секунди по нанесувањето. Истражувачите велат дека овој лепак може да обезбеди поефикасен начин за лекување на траума и да помогне во контролата на крварењето за време на операцијата.
„Го решаваме проблемот со адхезијата во предизвикувачка средина, односно влажна, динамична средина на човечки ткива. Во исто време, ние се обидуваме да ги трансформираме овие основни знаења во вистински производи кои можат да спасат животи“, рече Жао Ксуанхе, професор по инженерство и градежништво и инженерство за животна средина и еден од постарите автори на студијата.
Кристоф Набздик е срцев анестезиолог и лекар за интензивна нега во клиниката Мајо во Рочестер, Минесота, и постар автор на трудот, објавен во Nature Biomedical Engineering на 9 август 2021 година. Истражувачкиот научник од МИТ, Хјунву Јук и постдокторскиот соработник Џинџингу се главните автори на студијата.
Истражувачка група: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (од лево кон десно), држејќи ја лушпата и хемостатската маст за џвакање за џвакање во рацете. Кредит: Обезбеден од истражувач
Да се најде начин да се запре крварењето е долгогодишен проблем, но тој сè уште не е целосно решен, рече Жао. Конците обично се користат за затворање на рани, но шевовите се процес кој одзема многу време, а оние кои прво реагираат обично не можат да го направат во итен случај. Кај војниците загубата на крв е водечка причина за смрт после траума, додека кај општата популација загубата на крв е втора водечка причина за смрт после траума.
Во последниве години, на пазарот се појавија некои материјали кои можат да го запрат крварењето, наречени и хемостатички агенси. Многу од нив се состојат од фластери кои содржат фактори на коагулација кои помагаат самостојно да се згрутчи крвта. Сепак, потребни се неколку минути за да формираат печат и не секогаш делуваат на силно крваречките рани.
Лабораторијата на Жао е посветена на решавање на овој проблем многу години. Во 2019 година, неговиот тим разви двострана лента за ткиво и покажа дека може да се користи за затворање на хируршки засеци. Оваа лента е инспирирана од лепливиот материјал што го користат пајаците за фаќање плен во влажни услови. Содржи наполнети полисахариди кои можат речиси веднаш да ја апсорбираат водата од површината, отстранувајќи ги малите суви точки на кои може да се залепи лепилото.
За нивниот нов лепак за ткиво, истражувачите уште еднаш црпеа инспирација од природата. Овој пат, тие го фокусираа своето внимание на мрсулите, кои се мали ракови поврзани со други животни како што се карпите, трупот на бродот, па дури и китовите. Овие површини се влажни и обично многу валкани - овие услови го отежнуваат адхезијата.
„Ова го привлече нашето внимание“, рече Јук. „Ова е многу интересно, бидејќи за да се запечати ткивото што крвари, треба да се справите не само со влагата, туку и со загадувањето на крвта што тече надвор. Откривме дека ова суштество кое живее во морската средина го прави истото нешто што треба да го направиме за да се справиме со него. Комплексни проблеми со крварењето“.
Анализата на истражувачите на гума за џвакање покажува дека има уникатен состав. Лепливите протеински молекули кои му помагаат на житницата да се прицврсти на површината се суспендирани во еден вид масло, кое може да ја одбие водата и сите загадувачи кои се наоѓаат на површината, така што лепливиот протеин е цврсто прикачен на површината.
Тимот на MIT одлучи да се обиде да го имитира овој лепак со прилагодување на лепилото што претходно го развиле. Овој вискозен материјал се состои од полимер наречен поли(акрилна киселина) во кој е вградено органско соединение наречено NHS естер за да обезбеди адхезија, додека хитозанот е шеќер кој го зајакнува материјалот. Истражувачите замрзнуваат снегулки од овој материјал, ги мелат во честички, а потоа ги суспендираат овие честички во медицински силиконско масло.
Кога добиената паста се нанесува на влажна површина (како што е ткиво покриено со крв), маслото ќе ја одбие крвта и другите супстанции што може да бидат присутни, предизвикувајќи вискозните честички да се вкрстат и да формираат цврсто запечатување на раната. Тестовите на истражувачите на глувци покажаа дека во рок од 15 до 30 секунди по нанесувањето на лепилото, со нежно притискање, лепилото се зацврстило и престанало да крвари.
Истражувачите рекоа дека во споредба со двостраната лента дизајнирана од истражувачите во 2019 година, една од предностите на овој нов материјал е тоа што пастата може да се обликува за да одговара на неправилни рани, а лентата може да биде посоодветна за запечатување операција Направете засек или прикачете медицински уред на ткивото. „Пастата што може да се обликува може да се влее и да се вклопи во каква било неправилна форма и запечатување“, рече Ву. „Ова им овозможува на корисниците слободно да се прилагодат на различни неправилни рани кои крвават“.
Во тестовите спроведени на свињи, Набздик и неговите колеги од клиниката Мајо откриле дека овој лепак може брзо да го запре крварењето и дека делува побрзо и поефикасно од комерцијално достапниот хемостатски агенс што го споредија. Може да делува дури и кога на свињите им се дава моќен разредувач на крв (хепарин), така што крвта спонтано не создава згрутчување.
Нивното истражување покажува дека пломбата останува недопрена неколку недели, дозволувајќи му време на ткивото да зарасне самостојно, а лепилото предизвикува мало воспаление, слично на воспалението предизвикано од хемостатичните агенси кои се користат во моментов. Лепилото полека ќе се апсорбира во телото во рок од неколку месеци. Ако хирургот треба да ја поправи раната по првичното нанесување, таа исто така може да се отстрани однапред со користење на раствор што ја раствора.
Истражувачите сега планираат да го тестираат лепилото на поголеми рани и се надеваат дека тоа ќе докаже дека лепилото може да се користи за лекување на траума. Тие, исто така, замислиле дека тоа би можело да биде корисно за време на операцијата, која обично бара од хирургот да потроши многу време за контролирање на крварењето.
„Ние сме технички способни да извршиме многу сложени операции, но нашата способност брзо да го контролираме особено тешкото крварење навистина не е подобрена“, рече Набздик.
Друга можна апликација е да помогне да се запре крварењето. Овие пациенти имаат пластични цевки вметнати во нивните крвни садови, како што се оние што се користат за артериски или централни венски катетри или оксигенација на екстракорпорална мембрана (ECMO). За време на ECMO, машината се користи за испумпување на крвта на пациентот од телото за да се оксигенира. Се користи за лекување на луѓе со тешка срцева или белодробна инсуфициенција. Цевката обично се вметнува неколку недели или месеци, а крварењето на местото на вметнување може да предизвика инфекција.
Референца: „Паста инспирирана од гума за џвакање за брзо и независна од коагулација хемостатско запечатување“ Автори: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S. Nabzdyk и Xuanhe Zhao, 9 август 2021 година, Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
Истражувачите добија средства од МИТ Центарот Дешпанде за да им помогне да го комерцијализираат лепилото, што се надеваат дека ќе го постигнат по дополнителни претклинички студии на животински модели. Истражувањето, исто така, доби средства од Националниот институт за здравство, Националната научна фондација и Канцеларијата за истражување на армијата преку Институтот за нанотехнологија на војниците при Технолошкиот институт во Масачусетс и Фондацијата Зол.
Ве молам, ве молиме комерцијализирајте го што е можно поскоро. Жена ми ми ја запечати раната со лепак. Убоди како пекол. Па, можеби јас сум бебе, како што кажуваше секогаш кога аплицираше.
SciTechDaily: Најдобар дом на вести од науката и технологијата од 1998 година. Бидете во тек со најновите технолошки вести преку е-пошта или социјалните медиуми.
Студијата на 6,2 милиони пациенти од страна на истражувачите на Kaiser Permanente и CDC ќе продолжи 2 години. Истражувачите од Федералните медицински институции и медицинските институции Цезар ги истражуваат здравствените досиеја…
Време на објавување: 09-09-2021 година