Taśma klejąca do leczenia nacięć chirurgicznych

Naukowcy z MIT opracowali rozciągliwą, biodegradowalną taśmę, która może zastąpić szwy chirurgiczne i zszywki. Nową taśmę klejącą można by również przerobić na plastry do podawania leków do umieszczania bezpośrednio na narządach, w tym na sercu. Przetestowana na myszach taśma powoli rozkłada się w organizmie nie powodując żadnych podrażnień.

Taśma tkankowa: Bardzo lepka taśma, która mogłaby zastąpić szwy, ulega rozkładowi w warunkach imitujących wnętrze ciała (góra). Taśma, elastomer pokryty nanoskalowymi filarami i biokompatybilnym klejem, jest opalizujący (na dole).

Klej inspirowany jest łapami gekonów, które pozwalają gadom chodzić po suficie i w górę iw dół po gładkich ścianach. Palce Gekonów są lepkie, ponieważ pokryte są milionami elastycznych nanofilarów, co daje im bardzo dużą powierzchnię. Taśma MIT, która opiera się zarówno na filarach w nanoskali, jak i na kleju chemicznym, jest pierwszą taką taśmą, która wykazuje dobrą siłę klejenia i bezpieczeństwo u zwierząt. Jest rozwijany przez Institute Professor Robert Langer oraz Jeffrey Karp , bioinżynier w Wydziale Nauk o Zdrowiu Harvard-MIT, we współpracy z naukowcami z dwóch bostońskich szpitali.

Taśma wykonana jest z biodegradowalnego elastomeru, który można łączyć z lekami. Aby wytworzyć klej, płynny polimer wlewa się do mikrofabrykowanych silikonowych form z wgłębieniami o szerokości od 200 do 500 nanometrów. Uformowany, utwardzony polimer jest następnie powlekany wirowo biokompatybilnym klejem dekstranowym. Kiedy taśma jest nakładana, siły kapilarne wciągają tkankę do przestrzeni między filarami, które również mają słabe przyciąganie ładunku; klej dekstranowy przylega do białek tkankowych.

To naprawdę mocny klej, mówi Metin Sitti , profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Carnegie Mellon.

Multimedialne

• Zobacz inny widok taśmy.

Produkcja taśmy gekona, która jest bezpieczna i skuteczna do użytku medycznego, była nie lada wyzwaniem, mówi Sitti. Większość klejów inspirowanych gekonami – takich jak te zaprojektowane, aby pomóc robotom wspinać się po ścianach – została zaprojektowana do pracy na gładkich, twardych powierzchniach. W przypadku tego rodzaju zastosowań ważne jest, aby taśma była wielokrotnego użytku. Taśma medyczna, taka jak Karpa, musi przykleić się tylko raz, ale mocno. Uzyskanie wysokiej siły klejenia na tkankach jest trudne do zrobienia, ponieważ są one mokre, miękkie, śliskie i szorstkie, mówi Sitti.

Wydaje się, że Langer i Karp przezwyciężyli kolejną pułapkę w obliczu tych taśm z gekonami. Niektóre wydają się mieć wielką siłę, gdy testuje się tylko kilka nanofilarów, ale nie są tak silne, gdy testuje się je na większą skalę. (Patrz No Spiderman Suit Anytime Soon.) Podczas testów na jelicie wieprzowym i na myszach taśma MIT wytrzymała.

Przewaga takiej taśmy nad szwami i zszywkami tradycyjnie używanymi do zamykania ran polega na tym, że byłaby nieinwazyjna i łatwa do założenia, mówi Karp. Szwy i zszywki przebijają tkankę i mogą powodować uszkodzenia prowadzące do martwicy. A szwy i zszywki muszą być bardzo ostrożnie umieszczone wzdłuż nacięcia. Musisz wyrównać tkankę z każdym ściegiem, mówi Karp. Taśma może być umieszczona jednym ruchem, potencjalnie skracając czas przebywania pacjentów na stole chirurgicznym. Taśma medyczna mogłaby również pomóc lekarzom podczas operacji laparoskopowych, które są wykonywane przez mały zakres. W małych miejscach trudno jest zawiązać węzły, mówi Karp. Możesz rozłożyć taśmę i nałożyć ją przez igłę [laparoskopową].

Karp mówi, że innym zastosowaniem taśmy może być wzmacnianie szwów i klamer używanych, gdy odcinek przewodu pokarmowego jest usuwany podczas operacji pomostowania żołądka. Wskaźniki powikłań są niskie, ale przecieki są katastrofalne, mówi Karp. Taśma może uwalniać antybiotyki, a także leki wspomagające gojenie.

Taśma MIT może również działać po prostu jako plaster na lek, nawet w tkankach, które rozciągają się i kurczą, takich jak serce. Jest elastyczny, więc powinien wytrzymać mechaniczne siły serca, mówi Karp. Po zawale serca pacjenci często mają obszary uszkodzonej tkanki, które nie otrzymują wystarczającej ilości tlenu. Może to prowadzić do niewydolności serca. Wstrzyknięcie czynnika przyciągającego komórki macierzyste do uszkodzonych obszarów serca sprzyja regeneracji tkanek, ale przebicie serca w ten sposób może być niebezpieczne. Karp mówi, że plaster taśmy medycznej może równie skutecznie dostarczyć te czynniki i narazić pacjenta na mniejsze ryzyko.

Zarówno właściwości mechaniczne taśmy Karpa, jak i szybkość jej degradacji można dostosować do różnych tkanek. Karp mówi, że następnym krokiem jego zespołu jest współpraca z lekarzami w celu zidentyfikowania zastosowań medycznych, które mogą najwięcej zyskać na użyciu taśmy, a następnie opracowanie taśmy, która będzie im odpowiadać.

ukryć