چسب ضد بافت خون بیونیک می تواند به سرعت زخم ها را ببندد و خونریزی را متوقف کند

مهندسان MIT با الهام از ماده چسبنده ای که بارناکل ها برای چسبیدن به سنگ ها از آن استفاده می کنند، یک چسب قوی و زیست سازگار طراحی کردند که می تواند بافت آسیب دیده را ببندد و خونریزی را متوقف کند. اعتبار: عکس های استوک
یک چسب جدید که تقلید از ماده چسبنده ای است که توسط حشرات برای چسبیدن به سنگ ها استفاده می شود، ممکن است راه بهتری برای درمان تروما ارائه دهد.
مهندسان MIT با الهام از ماده چسبنده‌ای که بارناکل‌ها برای چسبیدن به سنگ‌ها استفاده می‌کنند، یک چسب زیست سازگار قوی طراحی کردند که می‌تواند بافت آسیب‌دیده را ببندد و خونریزی را متوقف کند.
حتی اگر سطح با خون پوشیده شده باشد، این خمیر جدید می تواند به سطح بچسبد و در عرض حدود 15 ثانیه پس از استفاده یک مهر و موم محکم ایجاد کند. محققان می گویند که این چسب می تواند راه موثرتری برای درمان تروما و کمک به کنترل خونریزی در حین جراحی ارائه دهد.
ما در حال حل مشکل چسبندگی در یک محیط چالش برانگیز، یعنی محیط مرطوب و پویا بافت های انسانی هستیم. ژائو ژوانه، استاد مهندسی و مهندسی عمران و محیط زیست و یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه، گفت: «ماشین‌های MIT» در عین حال، ما در تلاش هستیم تا این دانش اولیه را به محصولات واقعی تبدیل کنیم که می‌توانند جان انسان‌ها را نجات دهند.
کریستوف نابزدیک متخصص بیهوشی قلب و پزشک مراقبت های ویژه در کلینیک مایو در روچستر، مینه سوتا و نویسنده ارشد مقاله است که در 9 اوت 2021 در Nature Biomedical Engineering منتشر شد. نویسندگان اصلی مطالعه هستند.
گروه تحقیقاتی: Hyunwoo Yuk، Jingjing Wu، Xuanhe Zhao (از چپ به راست)، که پوسته بارناکل و پماد هموستاتیک صمغ بارناکل را در دست دارند. اعتبار: توسط محقق ارائه شده است
به گفته ژائو، یافتن راهی برای توقف خونریزی یک مشکل دیرینه است، اما هنوز به طور کامل حل نشده است. بخیه معمولاً برای بستن زخم ها استفاده می شود، اما بخیه فرآیندی زمان بر است که اولین پاسخ دهندگان معمولاً در مواقع اضطراری نمی توانند آن را انجام دهند. در میان سربازان، از دست دادن خون اولین علت مرگ پس از ضربه است، در حالی که در جمعیت عمومی، از دست دادن خون دومین علت مرگ پس از ضربه است.
در سال های اخیر، برخی از موادی که می توانند خونریزی را متوقف کنند، که به آنها عوامل هموستاتیک نیز می گویند، در بازار عرضه شده است. بسیاری از اینها شامل تکه‌هایی هستند که حاوی فاکتورهای لخته‌کننده هستند که به خودی خود به لخته شدن خون کمک می‌کنند. با این حال، چندین دقیقه طول می کشد تا یک مهر و موم ایجاد شود و همیشه روی زخم هایی که خونریزی شدید دارند، کار نمی کنند.
آزمایشگاه ژائو سال ها متعهد به حل این مشکل بوده است. در سال 2019، تیم او یک نوار بافتی دو طرفه ساخت و نشان داد که می‌توان از آن برای بستن برش‌های جراحی استفاده کرد. این نوار از مواد چسبنده ای که عنکبوت ها برای گرفتن طعمه در شرایط مرطوب استفاده می کنند الهام گرفته شده است. حاوی پلی ساکاریدهای باردار است که می تواند آب را تقریباً بلافاصله از سطح جذب کند و نقاط خشک کوچکی را که چسب می تواند به آن بچسبد از بین ببرد.
برای چسب بافت جدید خود، محققان بار دیگر از طبیعت الهام گرفتند. این بار، آنها توجه خود را بر روی بارناکل ها متمرکز کردند که سخت پوستان کوچکی هستند که به حیوانات دیگری مانند سنگ ها، بدنه قایق ها و حتی نهنگ ها متصل هستند. این سطوح مرطوب و معمولاً بسیار کثیف هستند - این شرایط چسبندگی را دشوار می کند.
یوک گفت: «این توجه ما را جلب کرد. "این بسیار جالب است، زیرا برای مهر و موم کردن بافت خونریزی، شما باید نه تنها با رطوبت، بلکه همچنین با آلودگی خونی که به بیرون می ریزد، مقابله کنید. ما متوجه شدیم که این موجودی که در محیط دریایی زندگی می کند دقیقاً همان کاری را انجام می دهد که ما برای مقابله با آن باید انجام دهیم. مشکلات پیچیده خونریزی.
تجزیه و تحلیل محققان از صمغ بارناکل نشان می دهد که ترکیب منحصر به فردی دارد. مولکول‌های پروتئین چسبنده که به چسبیدن ماهی به سطح کمک می‌کنند در نوعی روغن معلق می‌شوند که می‌تواند آب و هر گونه آلاینده‌ای را که روی سطح یافت می‌شود دفع کند، به طوری که پروتئین چسبنده محکم به سطح چسبیده است.
تیم MIT تصمیم گرفتند با تنظیم چسبی که قبلا ساخته بودند، سعی کنند از این چسب تقلید کنند. این ماده چسبناک از پلیمری به نام پلی (اسید اکریلیک) تشکیل شده است که در آن یک ترکیب آلی به نام استر NHS برای ایجاد چسبندگی تعبیه شده است، در حالی که کیتوزان قندی است که مواد را تقویت می کند. محققان تکه‌های این ماده را منجمد می‌کنند، آن‌ها را به صورت ذرات خرد می‌کنند و سپس این ذرات را در روغن سیلیکون درجه پزشکی معلق می‌کنند.
هنگامی که خمیر به دست آمده روی یک سطح مرطوب (مانند بافت پوشیده از خون) اعمال می شود، روغن خون و سایر موادی را که ممکن است وجود داشته باشد دفع می کند و باعث می شود که ذرات چسبناک به هم متصل شوند و یک مهر و موم محکم روی زخم ایجاد کنند. آزمایشات محققان بر روی موش ها نشان داد که در عرض 15 تا 30 ثانیه پس از اعمال چسب، با اعمال فشار ملایم، چسب جامد شده و خونریزی متوقف می شود.
محققان گفتند که در مقایسه با نوار دو طرفه طراحی شده توسط محققان در سال 2019، یکی از مزیت‌های این ماده جدید این است که می‌توان خمیر را به‌گونه‌ای قالب‌گیری کرد که بر روی زخم‌های نامنظم قرار گیرد و ممکن است این نوار برای بستن جراحی مناسب‌تر باشد. یک دستگاه پزشکی را به بافت وصل کنید. وو گفت: «خمیر قالب‌گیری می‌تواند به هر شکل نامنظم و مهر و موم وارد شود و در آن جا بیفتد. "این به کاربران اجازه می دهد تا آزادانه خود را با زخم های خونریزی دهنده با شکل نامنظم سازگار کنند."
در آزمایش‌هایی که روی خوک‌ها انجام شد، Nabzdyk و همکارانش در کلینیک مایو دریافتند که این چسب می‌تواند به سرعت خونریزی را متوقف کند و سریع‌تر و مؤثرتر از عامل هموستاتیک موجود در بازار کار می‌کند. حتی زمانی که به خوک‌ها یک رقیق‌کننده قوی خون (هپارین) می‌دهید، می‌تواند کار کند تا خون خود به خود لخته ایجاد نکند.
تحقیقات آنها نشان می دهد که مهر و موم برای چندین هفته دست نخورده باقی می ماند و به بافت زمان می دهد تا خود به خود بهبود یابد و چسب باعث التهاب کمی می شود، مشابه التهاب ناشی از عوامل هموستاتیک که در حال حاضر استفاده می شود. چسب در عرض چند ماه به آرامی در بدن جذب می شود. اگر جراح بعد از اعمال اولیه نیاز به ترمیم زخم داشته باشد، می‌تواند با استفاده از محلولی که آن را حل می‌کند، از قبل آن را برطرف کند.
محققان اکنون قصد دارند این چسب را روی زخم های بزرگتر آزمایش کنند و امیدوارند این ثابت کند که می توان از این چسب برای درمان ضربه استفاده کرد. آنها همچنین تصور کردند که ممکن است در حین جراحی مفید باشد، که معمولاً جراح نیاز دارد تا زمان زیادی را برای کنترل خونریزی صرف کند.
نبزدیک گفت: «ما از نظر فنی قادر به انجام بسیاری از جراحی‌های پیچیده هستیم، اما توانایی ما برای کنترل سریع خونریزی‌های شدید واقعاً بهبود نیافته است.
یکی دیگر از کاربردهای احتمالی کمک به توقف خونریزی است. این بیماران لوله های پلاستیکی را در رگ های خونی خود قرار می دهند، مانند لوله هایی که برای کاتترهای شریانی یا ورید مرکزی یا اکسیژن رسانی غشای خارج بدنی (ECMO) استفاده می شود. در طی ECMO، از دستگاهی برای پمپاژ خون بیمار از بدن به منظور اکسیژن رسانی به آن استفاده می شود. برای درمان افراد مبتلا به نارسایی شدید قلبی یا ریوی استفاده می شود. لوله معمولاً برای چند هفته یا چند ماه وارد می شود و خونریزی در محل قرار دادن می تواند باعث عفونت شود.
مرجع: "خمیر الهام گرفته شده از صمغ بارناکل برای آب بندی سریع و مستقل از انعقاد هموستاتیک" نویسندگان: Hyunwoo Yuk، Jingjing Wu، Tiffany L. Sarrafian، Xinyu Mao، Claudia E. Varela، Ellen T. Roche، Leigh G. Griffiths، Christoph S. Nabzdyk و Xuanhe Zhao، 9 اوت 2021، Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
محققان از مرکز MIT Deshpande کمک مالی دریافت کرده اند تا به آنها در تجاری سازی چسب کمک کند، که امیدوارند پس از مطالعات پیش بالینی بیشتر بر روی مدل های حیوانی به آن دست یابند. این تحقیق همچنین از مؤسسه ملی بهداشت، بنیاد ملی علوم و دفتر تحقیقات ارتش از طریق مؤسسه نانوتکنولوژی سرباز در مؤسسه فناوری ماساچوست و بنیاد Zoll تأمین مالی کرد.
لطفا هر چه سریعتر آن را تجاری سازی کنید. همسرم زخمم را با چسب بست. مثل جهنم نیش بزن خوب، شاید من بچه هستم، همانطور که او هر بار درخواست می کرد.
SciTechDaily: بهترین خانه اخبار علم و فناوری از سال 1998. با آخرین اخبار فناوری از طریق ایمیل یا رسانه های اجتماعی به روز باشید.
مطالعه 6.2 میلیون بیمار توسط محققان Kaiser Permanente و CDC به مدت 2 سال ادامه خواهد داشت. محققان موسسات پزشکی فدرال و سزار در حال بررسی سوابق بهداشتی هستند…