MIT-ingenieurs het 'n kragtige, bioversoenbare gom ontwerp wat beseerde weefsel kan verseël en bloeding kan stop, geïnspireer deur die taai stof wat eendetjies gebruik om aan rotse vas te hou. Krediet: voorraadfoto's
’n Nuwe kleefmiddel wat die taai stof naboots wat deur brandpoppe gebruik word om aan rotse te kleef, kan dalk ’n beter manier bied om trauma te behandel.
Geïnspireer deur die taai stof wat eendetjies gebruik om aan rotse vas te hou, het MIT-ingenieurs 'n kragtige bioversoenbare gom ontwerp wat beseerde weefsel kan verseël en bloeding kan stop.
Selfs al is die oppervlak deur bloed bedek, kan hierdie nuwe pasta aan die oppervlak kleef en kan dit binne ongeveer 15 sekondes na toediening 'n digte seël vorm. Navorsers sê dat hierdie gom 'n meer effektiewe manier kan bied om trauma te behandel en bloeding tydens chirurgie te help beheer.
“Ons los die probleem van adhesie in ’n uitdagende omgewing op, dit wil sê die vogtige, dinamiese omgewing van menslike weefsel. Terselfdertyd probeer ons om hierdie basiese kennis te omskep in regte produkte wat lewens kan red,” het MIT Machinery gesê Zhao Xuanhe, 'n professor in ingenieurswese en siviele en omgewingsingenieurswese en een van die senior skrywers van die studie.
Christoph Nabzdyk is 'n hartnarkotiseur en intensiewesorggeneesheer by die Mayo Clinic in Rochester, Minnesota, en die senior skrywer van die referaat, wat op 9 Augustus 2021 in Nature Biomedical Engineering gepubliseer is. MIT navorsingswetenskaplike Hyunwoo Yuk en postdoktorale genoot Jingjing Wu is die hoofouteurs van die studie.
Navorsingsgroep: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (van links na regs), met brandskulp en brandkoughemostatiese salf in hul hande. Krediet: Verskaf deur navorser
Om 'n manier te vind om bloeding te stop, is 'n langdurige probleem, maar dit is nog nie ten volle opgelos nie, het Zhao gesê. Hegtings word gewoonlik gebruik om wonde toe te maak, maar hegtings is 'n tydrowende proses wat eerstehulpe gewoonlik nie in 'n noodgeval kan doen nie. Onder soldate is bloedverlies die hoofoorsaak van dood na trauma, terwyl bloedverlies in die algemene bevolking die tweede grootste oorsaak van dood na trauma is.
In onlangse jare was sommige materiale wat bloeding kan stop, ook genoem hemostatiese middels, op die mark. Baie hiervan bestaan uit kolle wat stollingsfaktore bevat wat bloed op sy eie help stol. Dit neem egter 'n paar minute om 'n seël te vorm en werk nie altyd op swaar bloedende wonde nie.
Zhao se laboratorium is al jare lank daartoe verbind om hierdie probleem op te los. In 2019 het sy span ’n dubbelzijdige weefselband ontwikkel en gewys dat dit gebruik kan word om chirurgiese insnydings toe te maak. Hierdie band is geïnspireer deur die taai materiaal wat spinnekoppe gebruik om prooi in vogtige toestande te vang. Dit bevat gelaaide polisakkariede wat water byna onmiddellik van die oppervlak kan absorbeer, wat klein droë kolletjies verwyder waaraan gom kan vassit.
Vir hul nuwe weefselgom het die navorsers weer inspirasie uit die natuur geput. Hierdie keer het hulle hul aandag gevestig op brande, wat klein skaaldiere is wat aan ander diere soos rotse, bootrompe en selfs walvisse geheg is. Hierdie oppervlaktes is klam en gewoonlik baie vuil-hierdie toestande maak adhesie moeilik.
"Dit het ons aandag getrek," het Yuk gesê. “Dit is baie interessant, want om die bloedende weefsel te verseël, moet jy nie net die vog hanteer nie, maar ook die besoedeling van die bloed wat uitvloei. Ons het gevind dat hierdie wese wat in die mariene omgewing leef, presies dieselfde doen as wat ons moet doen om dit te hanteer. Komplekse bloedingprobleme.”
Navorsers se ontleding van brandhaargom toon dat dit ’n unieke samestelling het. Die taai proteïenmolekules wat die brandkop help om aan die oppervlak te heg, word in 'n soort olie gesuspendeer, wat water en enige besoedeling wat op die oppervlak voorkom kan afstoot, sodat die taai proteïen stewig aan die oppervlak vasgeheg is.
Die MIT-span het besluit om hierdie gom te probeer naboots deur die gom wat hulle voorheen ontwikkel het, aan te pas. Hierdie viskose materiaal bestaan uit 'n polimeer genaamd poli(akrielsuur) waarin 'n organiese verbinding genaamd NHS-ester ingebed is om adhesie te verskaf, terwyl chitosan 'n suiker is wat die materiaal versterk. Navorsers vries vlokkies van hierdie materiaal, maal dit tot deeltjies, en suspendeer dan hierdie deeltjies in mediese-graad silikoonolie.
Wanneer die resulterende pasta op 'n nat oppervlak toegedien word (soos weefsel wat met bloed bedek is), sal die olie bloed en ander stowwe wat teenwoordig kan wees afstoot, wat veroorsaak dat die viskose deeltjies kruis en 'n digte seël op die wond vorm. Navorsers se toetse op muise het getoon dat die gom binne 15 tot 30 sekondes nadat die gom toegedien is, liggies druk toegepas het, stol en ophou bloei het.
Die navorsers het gesê dat in vergelyking met die dubbelzijdige band wat deur die navorsers in 2019 ontwerp is, een voordeel van hierdie nuwe materiaal is dat die pasta gevorm kan word om onreëlmatige wonde te pas, en die band kan meer geskik wees vir seëlchirurgie Maak 'n insnyding of heg 'n mediese toestel aan die weefsel. "Die vormbare pasta kan in enige onreëlmatige vorm en verseël invloei en pas," het Wu gesê. "Dit stel gebruikers in staat om vryelik aan te pas by verskeie onreëlmatige bloeiende wonde."
In toetse wat op varke gedoen is, het Nabzdyk en sy kollegas by die Mayo Clinic gevind dat hierdie gom vinnig kan stop bloeding, en dat dit vinniger en meer doeltreffend werk as die kommersieel beskikbare hemostatiese middel wat hulle vergelyk het. Dit kan selfs werk wanneer varke ’n kragtige bloedverdunner (heparien) gee sodat die bloed nie spontaan klonte vorm nie.
Hul navorsing toon dat die seël vir 'n paar weke ongeskonde bly, wat tyd gee vir die weefsel om vanself te genees, en die gom veroorsaak min inflammasie, soortgelyk aan die ontsteking wat veroorsaak word deur die hemostatiese middels wat tans gebruik word. Die gom sal binne 'n paar maande stadig in die liggaam opgeneem word. As die chirurg die wond na die aanvanklike toediening moet herstel, kan dit ook vooraf verwyder word deur 'n oplossing te gebruik wat dit oplos.
Die navorsers beplan nou om die gom op groter wonde te toets, en hulle hoop dit sal bewys dat die gom gebruik kan word om trauma te behandel. Hulle het ook in die vooruitsig gestel dat dit nuttig kan wees tydens chirurgie, wat gewoonlik vereis dat die chirurg baie tyd spandeer om bloeding te beheer.
"Ons is tegnies in staat om baie komplekse operasies uit te voer, maar ons vermoë om besonder ernstige bloeding vinnig te beheer, het nie regtig verbeter nie," het Nabzdyk gesê.
Nog 'n moontlike toepassing is om te help om bloeding te stop. Hierdie pasiënte se plastiekbuise word in hul bloedvate geplaas, soos dié wat gebruik word vir arteriële of sentrale veneuse kateters of ekstrakorporeale membraanoksigenasie (ECMO). Tydens ECMO word 'n masjien gebruik om die pasiënt se bloed uit die liggaam te pomp om dit te suurstof. Dit word gebruik om mense met ernstige hart- of longversaking te behandel. Die buis word gewoonlik vir 'n paar weke of maande ingesit, en bloeding by die invoegplek kan infeksie veroorsaak.
Verwysing: "Plak geïnspireer deur brandhaargom vir vinnige en koagulasie-onafhanklike hemostatiese verseëling" Skrywers: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S Nabzdyk en Xuanhe Zhao, 9 Augustus 2021, Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
Die navorsers het befondsing van die MIT Deshpande-sentrum ontvang om hulle te help om die gom te kommersialiseer, wat hulle hoop om te bereik ná bykomende prekliniese studies oor diermodelle. Die navorsing het ook befondsing ontvang van die National Institutes of Health, die National Science Foundation, en die Office of Army Research deur die Soldier Nanotechnology Institute by die Massachusetts Institute of Technology en die Zoll Foundation.
Kommersialiseer dit asseblief so gou as moontlik. My vrou het my wond met gom verseël. Steek soos die hel. Wel, miskien is ek 'n baba, soos sy elke keer gesê het as sy aansoek gedoen het.
SciTechDaily: Die beste tuiste van wetenskap- en tegnologienuus sedert 1998. Bly op hoogte van die jongste tegnologienuus via e-pos of sosiale media.
Die studie van 6,2 miljoen pasiënte deur Kaiser Permanente en CDC-navorsers sal vir 2 jaar voortduur. Navorsers van die Federale en Caesars Mediese Instellings soek deur gesondheidsrekords ...
Postyd: 09-09-2021