MIT inženieri izstrādāja spēcīgu, bioloģiski saderīgu līmi, kas var noblīvēt ievainotos audus un apturēt asiņošanu, iedvesmojoties no lipīgās vielas, ko sārņi izmanto, lai pieliptu pie akmeņiem. Kredīts: krājuma fotoattēli
Jauna līmjava, kas atdarina lipīgo vielu, ko sārņi izmanto, lai pieliptu pie akmeņiem, var nodrošināt labāku traumu ārstēšanas veidu.
Iedvesmojoties no lipīgās vielas, ko sārņi izmanto, lai pieliptu pie akmeņiem, MIT inženieri izstrādāja spēcīgu bioloģiski saderīgu līmi, kas var noblīvēt ievainotos audus un apturēt asiņošanu.
Pat ja virsma ir klāta ar asinīm, šī jaunā pasta var pielipt virsmai un izveidot ciešu blīvējumu apmēram 15 sekunžu laikā pēc uzklāšanas. Pētnieki saka, ka šī līme var nodrošināt efektīvāku veidu, kā ārstēt traumas un palīdzēt kontrolēt asiņošanu operācijas laikā.
“Mēs risinām adhēzijas problēmu sarežģītā vidē, tas ir, mitrā, dinamiskā cilvēka audu vidē. Tajā pašā laikā mēs cenšamies pārveidot šīs pamatzināšanas reālos produktos, kas var glābt dzīvības," sacīja MIT Machinery Zhao Xuanhe, inženierzinātņu un civilās un vides inženierijas profesors un viens no pētījuma vecākajiem autoriem.
Kristofs Nabzdiks ir sirds anesteziologs un intensīvās terapijas ārsts Mayo klīnikā Ročesterā, Minesotā, un vecākais autors darbam, kas tika publicēts Nature Biomedical Engineering 2021. gada 9. augustā. MIT pētnieks Hjunvu Juks un pēcdoktorantūras kolēģis Jingjing Wu ir galvenie pētījuma autori.
Pētniecības grupa: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (no kreisās uz labo), turot rokās sārta čaumalu un sveķu hemostatisko ziedi. Kredīts: nodrošina pētnieks
Asiņošanas apturēšanas veida atrašana ir ilgstoša problēma, taču tā vēl nav pilnībā atrisināta, sacīja Džao. Šuves parasti izmanto, lai aizvērtu brūces, bet šuves ir laikietilpīgs process, ko pirmās palīdzības sniedzēji parasti nevar izdarīt ārkārtas situācijā. Karavīru vidū asins zudums ir galvenais nāves cēlonis pēc traumas, savukārt vispārējā populācijā asins zudums ir otrais galvenais nāves cēlonis pēc traumas.
Pēdējos gados tirgū ir nonākuši daži materiāli, kas var apturēt asiņošanu, ko sauc arī par hemostatiskajiem līdzekļiem. Daudzi no tiem sastāv no plāksteriem, kas satur asinsreces faktorus, kas paši palīdz asinīm sarecēt. Tomēr tās aizņem vairākas minūtes, lai izveidotu blīvējumu, un ne vienmēr iedarbojas uz stipri asiņojošām brūcēm.
Džao laboratorija ir apņēmusies atrisināt šo problēmu daudzus gadus. 2019. gadā viņa komanda izstrādāja abpusēju audu lenti un parādīja, ka to var izmantot, lai aizvērtu ķirurģiskus griezumus. Šo lenti iedvesmojis lipīgais materiāls, ko zirnekļi izmanto, lai ķertu laupījumu mitros apstākļos. Tas satur uzlādētus polisaharīdus, kas var gandrīz nekavējoties absorbēt ūdeni no virsmas, noņemot mazus sausus plankumus, pie kuriem var pielipt līme.
Savai jaunajai audu līmei pētnieki atkal smēlušies iedvesmu no dabas. Šoreiz viņi koncentrēja savu uzmanību uz sārņiem, kas ir mazi vēžveidīgie, kas piesaistīti citiem dzīvniekiem, piemēram, akmeņiem, laivu korpusiem un pat vaļiem. Šīs virsmas ir mitras un parasti ļoti netīras — šie apstākļi apgrūtina saķeri.
"Tas piesaistīja mūsu uzmanību," sacīja Juks. “Tas ir ļoti interesanti, jo, lai aiztaisītu asiņojošos audus, jātiek galā ne tikai ar mitrumu, bet arī ar izplūstošo asiņu piesārņojumu. Mēs atklājām, ka šī būtne, kas dzīvo jūras vidē, dara tieši to pašu, kas mums jādara, lai ar to tiktu galā. Sarežģītas asiņošanas problēmas.
Pētnieku veiktā sveķu analīze liecina, ka tai ir unikāls sastāvs. Lipīgās proteīna molekulas, kas palīdz spārnam piestiprināties pie virsmas, tiek suspendētas sava veida eļļā, kas var atvairīt ūdeni un visus uz virsmas atrastos piesārņotājus, lai lipīgais proteīns būtu stingri piestiprināts pie virsmas.
MIT komanda nolēma mēģināt atdarināt šo līmi, pielāgojot iepriekš izstrādāto līmi. Šis viskozs materiāls sastāv no polimēra, ko sauc par poli(akrilskābi), kurā ir iestrādāts organisks savienojums, ko sauc par NHS esteri, lai nodrošinātu adhēziju, savukārt hitozāns ir cukurs, kas pastiprina materiālu. Pētnieki sasaldē šī materiāla pārslas, sasmalcina tās daļiņās un pēc tam suspendē šīs daļiņas medicīniskās kvalitātes silikona eļļā.
Kad iegūto pastu uzklāj uz mitras virsmas (piemēram, ar asinīm klātiem audiem), eļļa atgrūdīs asinis un citas vielas, kas var būt klāt, izraisot viskozu daļiņu savstarpēju saikni un izveidojot ciešu blīvējumu uz brūces. Pētnieku testi ar pelēm parādīja, ka 15 līdz 30 sekunžu laikā pēc līmes uzklāšanas, maigi piespiežot, līme sacietēja un pārtrauca asiņošanu.
Pētnieki teica, ka, salīdzinot ar pētnieku izstrādāto abpusējo līmlenti 2019. gadā, viena no šī jaunā materiāla priekšrocībām ir tāda, ka pastu var veidot tā, lai tā atbilstu neregulārām brūcēm, un lente var būt piemērotāka ķirurģijas aizzīmogošanai. Veiciet iegriezumu vai pievienojiet medicīnisko ierīci audiem. "Veidojamā pasta var ieplūst un iederēties jebkurā neregulārā formā un blīvē," sacīja Vu. "Tas ļauj lietotājiem brīvi pielāgoties dažādām neregulāras formas asiņojošām brūcēm."
Pārbaudēs, kas veiktas ar cūkām, Nabzdiks un viņa kolēģi Mayo klīnikā atklāja, ka šī līme var ātri apturēt asiņošanu un ka tā darbojas ātrāk un efektīvāk nekā komerciāli pieejamais hemostatiskais līdzeklis, ko viņi salīdzināja. Tas var darboties pat tad, ja cūkām tiek dots spēcīgs asins šķidrinātājs (heparīns), lai asinis spontāni neveidotos trombi.
Viņu pētījumi liecina, ka zīmogs paliek neskarts vairākas nedēļas, ļaujot audiem sadzīt pašiem, un līme izraisa nelielu iekaisumu, līdzīgi kā pašlaik lietoto hemostatisko līdzekļu izraisītais iekaisums. Līme organismā lēnām iesūksies dažu mēnešu laikā. Ja ķirurgam pēc sākotnējās uzklāšanas ir nepieciešams salabot brūci, to var noņemt arī iepriekš, izmantojot šķīdumu, kas to izšķīdina.
Pētnieki tagad plāno pārbaudīt līmi uz lielākām brūcēm, un viņi cer, ka tas pierādīs, ka līmi var izmantot traumu ārstēšanai. Viņi arī paredzēja, ka tas varētu būt noderīgi operācijas laikā, kas parasti prasa ķirurgam pavadīt daudz laika, lai kontrolētu asiņošanu.
"Mēs esam tehniski spējīgi veikt daudzas sarežģītas operācijas, taču mūsu spēja ātri kontrolēt īpaši smagu asiņošanu nav īsti uzlabojusies," sacīja Nabzdiks.
Vēl viens iespējamais pielietojums ir palīdzēt apturēt asiņošanu. Šiem pacientiem asinsvados ir ievietotas plastmasas caurules, piemēram, tās, ko izmanto arteriālo vai centrālo vēnu katetru vai ekstrakorporālās membrānas skābekļa iegūšanai (ECMO). ECMO laikā tiek izmantota iekārta, lai izsūknētu pacienta asinis no ķermeņa, lai tās piesātinātu ar skābekli. To lieto, lai ārstētu cilvēkus ar smagu sirds vai plaušu mazspēju. Caurule parasti tiek ievietota vairākas nedēļas vai mēnešus, un asiņošana ievietošanas vietā var izraisīt infekciju.
Atsauce: “Paste, kas iedvesmota no sveķiem ātrai un no koagulācijas neatkarīgai hemostatiskajai blīvēšanai” Autori: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S . Nabzdiks un Sjuanhe Džao, 2021. gada 9. augusts, Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
Pētnieki ir saņēmuši finansējumu no MIT Deshpande centra, lai palīdzētu viņiem komercializēt līmi, ko viņi cer sasniegt pēc papildu preklīniskiem pētījumiem par dzīvnieku modeļiem. Pētījums saņēma arī finansējumu no Nacionālajiem veselības institūtiem, Nacionālā zinātnes fonda un Armijas pētniecības biroja, izmantojot Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta karavīru nanotehnoloģiju institūtu un Zoll fondu.
Lūdzu, pēc iespējas ātrāk komercializējiet to. Mana sieva aizzīmogoja manu brūci ar līmi. Sting kā ellē. Nu, varbūt es esmu mazulis, kā viņa teica katru reizi, kad pieteicās.
SciTechDaily: labākā zinātnes un tehnoloģiju ziņu mājvieta kopš 1998. gada. Sekojiet jaunākajām tehnoloģiju ziņām, izmantojot e-pastu vai sociālos medijus.
Kaiser Permanente un CDC pētnieku pētījums ar 6, 2 miljoniem pacientu turpināsies 2 gadus. Federālo un Cēzara medicīnas iestāžu pētnieki pārbauda veselības ierakstus…
Izlikšanas laiks: 09.09.2021