MIT-i insenerid töötasid välja võimsa bioühilduva liimi, mis suudab vigastatud kudesid tihendada ja verejooksu peatada, inspireerituna kleepuvast ainest, mida kõre kividele kleepumiseks kasutab. Krediit: stock fotod
Uus liim, mis jäljendab kleepuvat ainet, mida kõrrelised kividele kleepuvad, võib olla parem viis traumade raviks.
Inspireerituna kleepuvast ainest, mida kõrrelised kivide külge kleepuvad, kavandasid MIT-i insenerid võimsa bioühilduva liimi, mis suudab vigastatud kudesid tihendada ja verejooksu peatada.
Isegi kui pind on kaetud verega, võib see uus pasta pinnale kleepuda ja moodustada tiheda tihendi umbes 15 sekundi jooksul pärast pealekandmist. Teadlased ütlevad, et see liim võib pakkuda tõhusamat viisi traumade raviks ja aidata kontrollida verejooksu operatsiooni ajal.
„Lahendame adhesiooniprobleemi keerulises keskkonnas ehk inimkudede niiskes ja dünaamilises keskkonnas. Samal ajal püüame muuta need põhiteadmised tõelisteks toodeteks, mis võivad päästa elusid, ”ütles MIT Machinery Zhao Xuanhe, inseneriteaduse ning tsiviil- ja keskkonnatehnika professor ning üks uuringu vanemautoreid.
Christoph Nabzdyk on südameanestesioloog ja intensiivraviarst Mayo kliinikus Rochesteris, Minnesotas ning 9. augustil 2021 ajakirjas Nature Biomedical Engineering avaldatud artikli vanemautor. MIT-i teadur Hyunwoo Yuk ja järeldoktor Jingjing Wu on uuringu peamised autorid.
Uurimisrühm: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (vasakult paremale), hoides käes kõrrekarpi ja kõrrekummide hemostaatilist salvi. Krediit: teadlase poolt
Zhao ütles, et verejooksu peatamise viisi leidmine on pikaajaline probleem, kuid seda pole veel täielikult lahendatud. Õmblusi kasutatakse tavaliselt haavade sulgemiseks, kuid õmblused on aeganõudev protsess, mida esmaabitöötajad tavaliselt hädaolukorras teha ei saa. Sõdurite seas on verekaotus pärast traumat surmapõhjuste seas esikohal, samas kui üldpopulatsioonis on verekaotus trauma järel teisel kohal.
Viimastel aastatel on turule tulnud mõned verejooksu peatavad materjalid, mida nimetatakse ka hemostaatilisteks aineteks. Paljud neist koosnevad plaastritest, mis sisaldavad hüübimisfaktoreid, mis aitavad verel iseenesest hüübida. Nende tiheduse moodustamiseks kulub aga mitu minutit ja see ei tööta alati tugevalt veritsevate haavade puhul.
Zhao labor on selle probleemi lahendamisele pühendunud juba aastaid. 2019. aastal töötas tema meeskond välja kahepoolse koelindi ja näitas, et seda saab kasutada kirurgiliste sisselõigete sulgemiseks. See lint on inspireeritud kleepuvast materjalist, mida ämblikud kasutavad niisketes tingimustes saagi püüdmiseks. See sisaldab laetud polüsahhariide, mis suudavad peaaegu koheselt pinnalt vett imada, eemaldades väikesed kuivad laigud, millele liim võib kleepuda.
Uue koeliimi jaoks ammutasid teadlased taas inspiratsiooni loodusest. Seekord keskendusid nad kõrrelistele, mis on väikesed koorikloomad, mis on seotud teiste loomadega, nagu kivid, paadi korpused ja isegi vaalad. Need pinnad on niisked ja tavaliselt väga määrdunud – need tingimused muudavad nakkumise keeruliseks.
"See tõmbas meie tähelepanu," ütles Yuk. «See on väga huvitav, sest veritseva koe tihendamiseks tuleb tegeleda mitte ainult niiskuse, vaid ka väljavoolava vere saastatusega. Leidsime, et see merekeskkonnas elav olend teeb täpselt sama asja, mida me temaga toimetulemiseks tegema peame. Keerulised veritsusprobleemid.
Teadlaste kõrrekummide analüüs näitab, et sellel on ainulaadne koostis. Kleepuvad valgu molekulid, mis aitavad kõrre pinnale kinnituda, on suspendeeritud mingis õlis, mis suudab tõrjuda vett ja pinnal leiduvaid saasteaineid, nii et kleepuv valk kinnitub kindlalt pinnale.
MIT-i meeskond otsustas proovida seda liimi jäljendada, kohandades eelnevalt välja töötatud liimi. See viskoosne materjal koosneb polümeerist, mida nimetatakse polü(akrüülhappeks), millesse on nakkumise tagamiseks sisestatud orgaaniline ühend nimega NHS ester, samas kui kitosaan on suhkur, mis tugevdab materjali. Teadlased külmutavad selle materjali helbed, jahvatavad need osakesteks ja seejärel suspendeerivad need osakesed meditsiinilises silikoonõlis.
Kui saadud pasta kantakse märjale pinnale (näiteks verega kaetud koele), tõrjub õli verd ja muid võimalikke aineid, põhjustades viskoossete osakeste ristsidumist ja haavale tiheda tihendi. Teadlaste testid hiirtel näitasid, et 15–30 sekundi jooksul pärast liimi pealekandmist, õrnalt survet rakendades, liim tahkus ja verejooks peatus.
Teadlased ütlesid, et võrreldes teadlaste 2019. aastal kavandatud kahepoolse teibiga on selle uue materjali üheks eeliseks see, et pasta saab vormida nii, et see sobiks ebakorrapäraste haavadega ning teip võib olla sobivam sulgemisoperatsiooniks. Tehke sisselõige või kinnitada koele meditsiiniseade. "Vormitav pasta võib voolata ja sobida mis tahes ebakorrapärase kujuga ja tihendiga, " ütles Wu. "See võimaldab kasutajatel vabalt kohaneda erinevate ebakorrapärase kujuga veritsevate haavadega."
Sigadega tehtud katsetes leidsid Nabzdyk ja tema kolleegid Mayo kliinikust, et see liim võib verejooksu kiiresti peatada ning see toimib kiiremini ja tõhusamalt kui kaubanduslikult saadav hemostaatiline aine, mida nad võrdlesid. See võib toimida isegi siis, kui sigadele antakse võimast verevedeldajat (hepariini), et veri ei moodustaks spontaanselt trombe.
Nende uuringud näitavad, et tihend jääb puutumatuks mitmeks nädalaks, andes aega koel iseseisvaks paranemiseks ja liim põhjustab vähe põletikku, mis on sarnane praegu kasutatavate hemostaatiliste ainete põhjustatud põletikuga. Liim imendub kehas aeglaselt mõne kuu jooksul. Kui kirurgil on pärast esmast pealekandmist vaja haav parandada, saab selle ka eelnevalt eemaldada, kasutades seda lahustavat lahust.
Teadlased kavatsevad nüüd katsetada liimi suuremate haavade peal ja loodavad, et see tõestab, et liimi saab kasutada traumade raviks. Samuti arvasid nad, et see võib olla kasulik operatsiooni ajal, mis nõuab tavaliselt, et kirurg kulutaks palju aega verejooksu kontrollimiseks.
"Oleme tehniliselt võimelised tegema paljusid keerulisi operatsioone, kuid meie võime eriti rasket verejooksu kiiresti ohjeldada ei ole tegelikult paranenud," ütles Nabzdyk.
Teine võimalik rakendus on verejooksu peatamine. Nende patsientide veresoontesse on sisestatud plasttorud, näiteks need, mida kasutatakse arteriaalsete või tsentraalsete veenide kateetrite või kehavälise membraani hapnikuga varustamiseks (ECMO). ECMO ajal kasutatakse masinat patsiendi vere väljapumpamiseks kehast hapnikuga varustamiseks. Seda kasutatakse raske südame- või kopsupuudulikkusega inimeste raviks. Toru sisestatakse tavaliselt mitmeks nädalaks või kuuks ja verejooks sisestuskohas võib põhjustada infektsiooni.
Viide: "Kõrrekummist inspireeritud pasta kiireks ja koagulatsioonist sõltumatuks hemostaatiliseks tihendamiseks" Autorid: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S Nabzdyk ja Xuanhe Zhao, 9. august 2021, Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
Teadlased on rahastanud MIT Deshpande keskust, et aidata neil liimi turustada, mida nad loodavad saavutada pärast täiendavaid loommudelite prekliinilisi uuringuid. Uurimist rahastati ka riiklikelt tervishoiuinstituutidelt, riiklikult teadusfondilt ja sõjaväeuuringute büroolt Massachusettsi tehnoloogiainstituudi sõdurite nanotehnoloogia instituudi ja Zolli fondi kaudu.
Palun viige see võimalikult kiiresti ärisse. Mu naine pitseeris mu haava liimiga. Sting nagu pagan. Noh, võib-olla olen ma beebi, nagu ta ütles iga kord, kui ta kandideeris.
SciTechDaily: parim teadus- ja tehnoloogiauudiste kodu alates 1998. aastast. Olge kursis viimaste tehnoloogiauudistega e-posti või sotsiaalmeedia kaudu.
Kaiser Permanente ja CDC teadlaste uuring 6,2 miljoni patsiendiga jätkub 2 aastat. Föderaal- ja Caesarsi meditsiiniasutuste teadlased uurivad terviselugusid ...
Postitusaeg: 09.09.2021