Inĝenieroj de MIT desegnis potencan, biokongruan gluon, kiu povas sigeli vunditan histon kaj ĉesi sangadon, inspirita de la glueca substanco, kiun baltenoj uzas por algluiĝi al rokoj. Kredito: stokaj fotoj
Nova gluaĵo, kiu imitas la gluecan substancon uzatan de baltenoj por algluiĝi al rokoj, povas provizi pli bonan manieron trakti traŭmaton.
Inspiritaj de la glueca substanco, kiun baltenoj uzas por algluiĝi al rokoj, MIT-inĝenieroj dizajnis potencan biokongruan gluon, kiu povas sigeli vunditan histon kaj ĉesigi sangadon.
Eĉ se la surfaco estas kovrita de sango, ĉi tiu nova pasto povas aliĝi al la surfaco kaj povas formi mallozan sigelon ene de proksimume 15 sekundoj post aplikado. Esploristoj diras, ke ĉi tiu gluo povas provizi pli efikan manieron trakti traŭmaton kaj helpi kontroli sangadon dum kirurgio.
"Ni solvas la problemon de aliĝo en malfacila medio, tio estas, la humida, dinamika medio de homaj histoj. Samtempe, ni provas transformi ĉi tiujn bazajn scion en realajn produktojn, kiuj povas savi vivojn,” diris MIT Machinery Zhao Xuanhe, profesoro pri inĝenierado kaj civila kaj media inĝenierado kaj unu el la altrangaj aŭtoroj de la studo.
Christoph Nabzdyk estas koranesteziisto kaj kuracisto de intensflego ĉe la Mayo Clinic en Rochester, Minesoto, kaj la altranga verkinto de la artikolo, kiu estis publikigita en Nature Biomedical Engineering la 9-an de aŭgusto 2021. MIT-esplorsciencisto Hyunwoo Yuk kaj postdoktoriĝa kunulo Jingjing Wu estas la ĉefaj aŭtoroj de la studo.
Esplorgrupo: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (de maldekstre dekstren), tenante barnacle-ŝelon kaj barnacle gum hemostatic ungvento en siaj manoj. Kredito: Provizite de esploristo
Trovi manieron ĉesigi sangadon estas longdaŭra problemo, sed ĝi ankoraŭ ne estas plene solvita, diris Zhao. Suturoj kutimas kutime fermi vundojn, sed suturoj estas tempopostula procezo, kiun unuaj respondantoj kutime ne povas fari en krizo. Inter soldatoj, sangoperdo estas la ĉefa kaŭzo de morto post traŭmato, dum en la ĝenerala populacio, sangoperdo estas la dua ĉefa kaŭzo de morto post traŭmato.
En la lastaj jaroj, iuj materialoj, kiuj povas ĉesigi sangadon, ankaŭ nomitaj hemostataj agentoj, estis sur la merkato. Multaj el ĉi tiuj konsistas el pecetoj enhavantaj koagulajn faktorojn, kiuj helpas sangon coaguli per si mem. Tamen, ĉi tiuj daŭras plurajn minutojn por formi sigelon kaj ne ĉiam funkcias sur forte sangantaj vundoj.
La laboratorio de Zhao engaĝiĝas por solvi ĉi tiun problemon dum multaj jaroj. En 2019, lia teamo evoluigis duflankan histobendon kaj montris, ke ĝi povas esti uzata por fermi kirurgiajn incizojn. Ĉi tiu bendo estas inspirita de la glueca materialo uzata de araneoj por kapti predojn en humidaj kondiĉoj. Ĝi enhavas ŝargitajn polisakaridojn, kiuj povas sorbi akvon de la surfaco preskaŭ tuj, forigante malgrandajn sekajn makulojn, al kiuj gluo povas algluiĝi.
Por sia nova histogluo, la esploristoj denove inspiriĝis el la naturo. Ĉi-foje, ili enfokusigis sian atenton sur baltenoj, kiuj estas malgrandaj krustacoj alkroĉitaj al aliaj bestoj kiel ekzemple rokoj, boatkarenoj kaj eĉ balenoj. Ĉi tiuj surfacoj estas humidaj kaj kutime tre malpuraj - ĉi tiuj kondiĉoj malfaciligas aliĝon.
"Ĉi tio kaptis nian atenton," diris Yuk. “Ĉi tio estas tre interesa, ĉar por sigeli la sangantan histon, oni devas trakti ne nur la malsekecon, sed ankaŭ la poluadon de la sango elfluanta. Ni trovis, ke ĉi tiu estaĵo vivanta en la mara medio faras ĝuste la samon, kion ni devas fari por trakti ĝin. Kompleksaj sangaj problemoj."
La analizo de esploristoj de barnakla gumo montras, ke ĝi havas unikan konsiston. La gluiĝemaj proteinmolekuloj, kiuj helpas la baledon alfiksi al la surfaco, estas suspenditaj en speco de oleo, kiu povas forpuŝi akvon kaj ajnajn poluaĵojn trovitajn sur la surfaco, tiel ke la glueca proteino estas firme fiksita al la surfaco.
La MIT-teamo decidis provi imiti ĉi tiun gluon alĝustigante la gluon, kiun ili antaŭe evoluigis. Ĉi tiu viskoza materialo konsistas el polimero nomata poli(akrila acido) en kiu estas enigita organika komponaĵo nomata NHS-estero por havigi aliĝon, dum kitosano estas sukero, kiu plifortigas la materialon. Esploristoj frostigas flokojn de ĉi tiu materialo, muelas ilin en partiklojn, kaj poste suspendas ĉi tiujn partiklojn en medicinkvalita silikona oleo.
Kiam la rezulta pasto estas aplikita al malseka surfaco (kiel histo kovrita per sango), la oleo forpuŝos sangon kaj aliajn substancojn kiuj povas ĉeesti, kaŭzante la viskozajn partiklojn krucligi kaj formi mallozan sigelon sur la vundo. Testoj de esploristoj sur musoj montris, ke ene de 15 ĝis 30 sekundoj post aplikado de la gluo, milde aplikante premon, la gluo solidiĝis kaj ĉesis sangi.
La esploristoj diris, ke kompare kun la duflanka bendo desegnita de la esploristoj en 2019, unu avantaĝo de ĉi tiu nova materialo estas, ke la pasto povas esti muldita por konveni neregulajn vundojn, kaj la bendo eble pli taŭgas por sigeli kirurgion Faru incizon aŭ. ligu medicinan aparaton al la histo. "La muldebla pasto povas flui kaj adapti ajnan neregulan formon kaj sigelon," Wu diris. "Ĉi tio permesas al uzantoj libere adaptiĝi al diversaj nereguleformaj sangantaj vundoj."
En testoj faritaj sur porkoj, Nabzdyk kaj liaj kolegoj ĉe la Mayo Clinic trovis, ke ĉi tiu gluo povas ĉesi sangadon rapide, kaj ke ĝi funkcias pli rapide kaj pli efike ol la komerce disponebla hemostatika agento, kiun ili komparis. Ĝi eĉ povas funkcii kiam oni donas al porkoj potencan sangan diluanton (heparino) por ke la sango ne formu koagulaĵojn spontanee.
Ilia esplorado montras, ke la sigelo restas nerompita dum pluraj semajnoj, permesante tempon por la histo resaniĝi memstare, kaj la gluo kaŭzas malmulte da inflamo, simila al la inflamo kaŭzita de la hemostataj agentoj nuntempe uzataj. La gluo estos malrapide sorbita en la korpo ene de kelkaj monatoj. Se la kirurgo bezonas ripari la vundon post la komenca apliko, ĝi ankaŭ povas esti forigita anticipe uzante solvon, kiu solvas ĝin.
La esploristoj nun planas testi la gluon sur pli grandaj vundoj, kaj ili esperas, ke tio pruvos, ke la gluo povas esti uzata por trakti traŭmatojn. Ili ankaŭ antaŭvidis, ke ĝi povus esti utila dum kirurgio, kio kutime postulas, ke la kirurgo pasigu multe da tempo kontrolante sangadon.
"Ni estas teknike kapablaj fari multajn kompleksajn kirurgiojn, sed nia kapablo rapide kontroli precipe severan sangadon ne vere pliboniĝis," diris Nabzdyk.
Alia ebla apliko estas helpi ĉesigi sangadon. Tiuj pacientoj havas plastajn tubojn enigitajn en siajn sangajn glasojn, kiel tiuj uzitaj por arteriaj aŭ centraj vejnaj kateteroj aŭ eksterkorpa membranoksigenado (ECMO). Dum ECMO, maŝino estas uzata por pumpi la sangon de la paciento el la korpo por oksigeni ĝin. Ĝi estas uzata por trakti homojn kun severa kora aŭ pulma malsukceso. La tubo estas kutime enigita dum pluraj semajnoj aŭ monatoj, kaj sangado ĉe la enmetoloko povas kaŭzi infekton.
Referenco: "Pasto inspirita de barnacle gum por rapida kaj koagul-sendependa hemostatika sigelo" Aŭtoroj: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S Nabzdyk kaj Xuanhe Zhao, 9 aŭgusto 2021, Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
La esploristoj ricevis financadon de la MIT Deshpande Centro por helpi ilin komercigi la gluon, kiun ili esperas atingi post pliaj antaŭklinikaj studoj pri bestaj modeloj. La esplorado ankaŭ ricevis financadon de la Naciaj Institutoj de Sano, la Nacia Scienca Fondaĵo, kaj la Oficejo de Armeo-Esplorado tra la Soldato-Nanoteknologio-Instituto ĉe la Masaĉuseca Instituto de Teknologio kaj la Zoll Foundation.
Bonvolu, bonvolu komercigi ĝin kiel eble plej baldaŭ. Mia edzino sigelis mian vundon per gluo. Piki kiel diable. Nu, eble mi estas bebo, kiel ŝi diris ĉiufoje kiam ŝi kandidatiĝis.
SciTechDaily: La plej bona hejmo de sciencaj kaj teknologiaj novaĵoj ekde 1998. Konservu ĝisdatigita kun la plej novaj teknologiaj novaĵoj per retpoŝto aŭ sociaj amaskomunikiloj.
La studo de 6.2 milionoj da pacientoj de Kaiser Permanente kaj CDC-esploristoj daŭros dum 2 jaroj. Esploristoj de la Federaciaj kaj Cezaraj Medicinaj Institucioj esploras sanajn registrojn...
Afiŝtempo: Sep-09-2021