Биоклей для хирургов

Хирурги часто встречаются со случаями, когда начинается кровотечение или нужно сшить тоненькие и хрупкие поверхности, а стандартные методы решения не очень эффективны.

В Гарварде, ученые изобрели пластырь, который склеивает мокрые поверхности, в том числе и сердечную мыщцу. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Science.

Дональд Ингбер (Donald Ingber) из Гарвардского университета (США) отмечает, что зачастую, решение многих проблем лежит на поверхности, нужно только быть более внимательным к природе.  Данная технология может стать основной для проведения хирургических операций и лечения ран, а подсказку дала скромная улитка.

Хирургические нити при операции – надежный, но большой по времени процесс, а иногда время идет на секунды. Многого ждали от синтетического аналога клея ракушек, который помогает крепиться им к скалам – «клей моллюсков». Но несмотря на то, что полученное вещество хорошо работает даже под водой, сила склеивания слишком мала, чтобы склеивать связки, мышцы и другие органы человека.

В принципе, этот «клей» и другие аналогичные составы безопасные для человека, склеивают поверхности в 100 раз меньше, чем нужно для соединительной ткани. Получается, что для соединителя при проведения операции он бесполезный, так как раны будут открываться.

Дэвид Муни (David Mooney) и его коллеги задались вопросом получения других составов для такого «клея», чтобы он обладал высокой прочностью, совместим с живыми тканями и выдерживал многократные изгибы и растягивания

Сухопутный слизень Arion subfuscus, живущий в лесах и на полях Западной и Центральной Европы вырабатывает особую клейкую субстанцию, которая не растворяется в воде и хорошо прилипает к поверхности даже самых мокрых листьев, грибов и грунта. Такой способ приклеивания есть жизненно необходимым для этой улитки, таким образом хищники не могут отодрать его от поверхности.

Этот продукт имеет в своем составе множество длинных белковых цепочек, заряженных отрицательно, и множество коротких молекул белков, заряженных положительно и связывающих между собой длинные звенья.

Взяв эту идею за основу, ученые создали искусственный аналог, используя альгинаты, длинные сахаристые волокна, извлеченные из водорослей, гидрогель на их основе и набор из положительно заряженных молекул и ионов, скрепляющих нити.

Полученный клей, или если быть более точным, заплатка, приклеивается к поверхности мягких тканей тремя разными путями. При «склейке» формируются прочные ковалентные связи и относительно слабые ионные и водородные связи. Ученые говорят, что сила этих связей выше аналогичных параметров для связок и хрящей.

Нити альгината участвуют в формировании прочных связей и распределяют энергию растяжения или сжатия. Благодаря им эту заплатку можно растянуть в 14 раз и не повредить. Полученный «клей» существенно отличается от всех полученных ранее аналогов.

Тестирования клея ученые провели на мышцах крыс, свиней, также на живом сердце поросенка. Более того, тестирование показало, что данная заплатка не вызывает некроза, раздражения или других негативных последствий, что есть почти постоянными последствиями при имплантациях или операциях.

Как альтернативу, ученые предлагают создание «липких роботов» и специальных капсул, которые могли бы прикрепляться внутри организма и вводить постепенно лекарство.


Комментарии:

No Comments

Post a Comment