211service.com
Klej do kości
Roztrzaskane kości stanowią trudny problem dla chirurgów, którzy obecnie muszą używać maleńkich śrubek i płytek, aby utrzymać fragmenty na miejscu wystarczająco długo, aby złamanie mogło się zagoić. Jednak nowy klej, który ma moc przylegania do kości, może pewnego dnia pomóc chirurgom ortopedycznym w naprawie trudnych złamań, ogłosili dziś naukowcy na Konferencja Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego w Waszyngtonie.
Król zamku: Robaki Sandcastle (pokazane tutaj), które same budują dom z piasku, zainspirowały nowy klej, który pewnego dnia będzie mógł zostać użyty do ponownego sklejenia złamanych kości.
Wytwarzanie kleju, który przykleja się do kości i innych mokrych powierzchni, okazało się szczególnie złożonym zadaniem – albo od razu się ześlizguje, albo rozpuszcza się w otaczającej cieczy. Russell Stewart, główny badacz i inżynier biomedyczny na Uniwersytecie w Utah, znalazł inspirację dla kleju w maleńkim robaku z zamków z piasku. Robak buduje swój dom w kształcie rury na dnie oceanu, używając ziaren piasku i kawałków muszli, cementowanych kawałek po kawałku jak cegła i zaprawa.
Robak musi poradzić sobie z kilkoma problemami, kiedy składa zamek z piasku pod wodą, mówi Stewart. Jego klej musi przylegać do mokrych powierzchni, a kiedy wydziela ten klej pod wodą, musi zapobiegać rozpuszczeniu go w oceanie. Chociaż klej na początku jest płynny, musi twardnieć w ciało stałe. Robak rozwiązał wszystkie te problemy, a my próbujemy je skopiować – mówi.
Stewart i jego koledzy odkryli, że robak z piasku z piasku wykorzystuje zmiany poziomu pH, aby spowodować utwardzenie kleju. Wewnątrz robaka, gdzie pH jest niskie, klej jest płynny. Wystawienie na działanie wody morskiej, która ma wyższe pH, powoduje powolne krzepnięcie kleju. Po krótkim majsterkowaniu naukowcy odtworzyli syntetyczną wersję kleju robaka – klej poliakrylanowy, który jest rozpuszczalny w wodzie, ale nie rozpuszcza się w cieczy, jest co najmniej tak mocny jak Super Glue i dwukrotnie mocniejszy od oryginalnego kleju robaka . Eksperymenty z hodowlą komórkową nie wykazały oznak toksyczności; wczesne testy na szczurach wydają się to potwierdzać i również nie wykazują niezwykłej reakcji immunologicznej.
Mówi się, że w klinice istnieje duże zapotrzebowanie na lepsze kleje Jeffrey Karp , inżynier biologii i chemik w Brigham and Women’s Hospital w Bostonie. I chociaż dostępne są bardzo mocne kleje medyczne, zauważa, że są one również silnie zapalne. Potrzeba kleju, który może skleić kość i wyrównać małe fragmenty bez stanu zapalnego, jest pilna. Co więcej, mówi Karp, nowy klej jest wyjątkowy, ponieważ można go nakładać na mokrą powierzchnię bez odchodzenia od miejsca urazu. Kleje bywają bardzo brudne, a chirurdzy mają duże trudności z manipulowaniem nimi w wilgotnym środowisku, mówi. Trudno jest umieścić je bezpośrednio w interesującej nas witrynie.
Ścisła więź: Obraz ze skaningowego mikroskopu elektronowego dwóch szklanych kulek sklejonych ze sobą przez robaka z zamka z piasku i usuniętych z tuby robaka (wstawka). Większy obraz to zbliżenie połączenia, które zostało wykonane za pomocą kleju robaka.
Stewart i jego koledzy uważają, że klej może być używany jako uzupełnienie drutów, szpilek i płytek – duże kawałki można przymocować na miejscu za pomocą sprzętu, podczas gdy małe kawałki można przykleić z powrotem. a śruby mogą spowodować trwałe uszkodzenie kosmetyczne, klej można potencjalnie wstrzyknąć za pomocą strzykawki, unikając otwartej operacji.
Jednym z naszych wyzwań jest trzymanie bardzo małych elementów w bardzo precyzyjnym ustawieniu. Musimy je tylko trzymać, aż się zagoją, tylko sześć tygodni, mówi Thomas Higgins , ortopeda ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Utah, który specjalizuje się w złamaniach stawów i konsultował się z firmą Stewart w sprawie zastosowań klinicznych kleju. Posiadanie czegoś, co jest płynne i przybiera bardziej sztywny stan po umieszczeniu go [w ciele], byłoby o wiele łatwiejsze do zastosowania i znacznie bardziej wszechstronne niż to, czego używamy teraz, mówi. To wciąż wstępne, ale pokazuje wiele obietnic.
Oprócz klejenia kości, klej daje nadzieję na wiele zastosowań w środowisku mokrym – od naprawy pękniętych zębów po naprawę pęknięć korozyjnych na statkach poza suchym dokiem. To będzie naprawdę interesujące dla dentysty lub chirurga ortopedy rozważenie [tego rodzaju materiału] jako strategii naprawy kości i zębów, mówi Herbert Waite , biochemik z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, który nie był zaangażowany w badania.
Karp zauważa, że jest jeszcze wiele do zrobienia. Sam pomysł tworzenia kleju w obecności krwi może być zupełnie inny niż tworzenie go w wodzie morskiej lub w warunkach laboratoryjnych, mówi. Uważa jednak, że grupa ma dobry początek. Myślę, że to naprawdę ciekawe i nowatorskie podejście, aby lepiej zrozumieć biologię robaka z piasku z piasku i stworzyć nowe kleje, mówi Karp. Ewolucja najlepiej rozwiązuje problemy. Nic nie może z nim konkurować.