Powstał klej do zamykania ran inspirowany substancją produkowaną przez skorupiaki

Zespół naukowców z Massachusetts Institute of Technology stworzył biokompatybilny klej, który wiąże uszkodzone tkanki i zatrzymuje krwawienie. Inspiracją dla wynalazku była substancja, którą skorupiaki produkują, by przyczepiać się do skał.

Opracowany przez naukowców z amerykańskiego ośrodka klej zamyka rany już w 15 sekund od aplikacji. Według autorów projektu innowacyjna substancja może znaleźć zastosowanie w leczeniu rozległych urazów oraz w zapobieganiu krwotokom przy zabiegach chirurgicznych. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym „Nature Biomedical Engineering”.

Adhezja inspirowana skorupiakami

Jak zwraca uwagę prof. Xuanhe Zhao z MIT, jeden z głównych autorów projektu, skuteczne zatrzymywanie krwawienia to wciąż jedno z wyzwań dla współczesnej medycyny. Amerykańscy badacze znaleźli na nie odpowiedź inspirowaną naturą.

Naukowcy z MIT zwrócili uwagę na zdolność pąkli (gatunek małych morskich skorupiaków) do skutecznego przyczepiania się do mokrych i zanieczyszczonych powierzchni, takich jak skały i kadłuby statków. Badacze dostrzegli tu podobieństwo do warunków, jakie występują w uszkodzonych i krwawiących tkankach. Zespolenie takich tkanek jest utrudnione, ponieważ są one wilgotne od krwi i skażone drobnoustrojami.

Innowacyjny klej tkankowy

Badacze przeanalizowali skład substancji, którą pąkle wykorzystują do przyczepiania się do powierzchni. Badania wykazały, że zawiera ona cząsteczki białka zanurzone w tłuszczu, który izoluje wodę i zanieczyszczenia. Aby odtworzyć właściwości tej substancji, naukowcy wykorzystali połączenie polimeru ze związkiem organicznym zapewniającym adhezję (n-hydroksysukcynimid) oraz substancją wzmacniającą (chitozan). Arkusze tak powstałej substancji zostały następnie zamrożone i rozdrobnione na mikrocząsteczki, a potem zanurzone w medycznym oleju silikonowym.

Otrzymana w tym procesie pasta może zostać zaaplikowana na krwawiącą ranę. Zawarty w niej olej izoluje krew i inne substancje, a adhezyjne mikrocząsteczki ulegają usieciowaniu i uszczelniają ranę, skutecznie powstrzymując tym samym krwawienie.

Długotrwałe działanie adhezyjne

Działanie kleju tkankowego następuje już w ciągu 15-30 sekund od aplikacji i wymaga jedynie delikatnego ucisku uszkodzonych tkanek. Po tym czasie klej zastyga, a krwawienie z rany zostaje powstrzymane.

Skuteczność rozwiązania potwierdzono w badaniach na szczurach i świniach. Wyniki badań wykazały, że klej pozostał skuteczny nawet po zastosowaniu u zwierząt środków przeciwzakrzepowych takich jak heparyna. „Plomba” uformowana w ranie przez klej utrzymuje się w nienaruszonym stanie przez kilka tygodni, co umożliwia regenerację tkanek. Następnie jest stopniowo wchłaniana przez organizm na przestrzeni kilku miesięcy. Może również zostać sztucznie rozpuszczona w razie potrzeby ponownego otwarcia rany.

Klej nie wywołuje rozległego stanu zapalnego i wykazuje większą skuteczność niż dostępne obecnie na rynku środki hemostatyczne.

Badania na rozległych ranach

Naukowcy z MIT zamierzają w dalszej kolejności przetestować swój wynalazek na rozległych ranach urazowych. Widzą także dla niego zastosowanie w skomplikowanych operacjach chirurgicznych, które wymagają szybkiego opanowywania obfitych krwotoków.

Źródło: sciencedaily.com