Dinisenyo ng mga inhinyero ng MIT ang isang malakas, biocompatible na pandikit na maaaring mag-seal ng nasugatan na tissue at huminto sa pagdurugo, na inspirasyon ng malagkit na substance na ginagamit ng mga barnacle upang dumikit sa mga bato. Credit: mga stock na larawan
Ang isang bagong pandikit na ginagaya ang malagkit na substance na ginagamit ng mga barnacle upang dumikit sa mga bato ay maaaring magbigay ng isang mas mahusay na paraan upang gamutin ang trauma.
Dahil sa inspirasyon ng malagkit na substansiya na ginagamit ng mga barnacle para dumikit sa mga bato, ang mga inhinyero ng MIT ay nagdisenyo ng isang malakas na biocompatible na pandikit na maaaring mag-seal ng nasugatan na tissue at huminto sa pagdurugo.
Kahit na ang ibabaw ay natatakpan ng dugo, ang bagong paste na ito ay maaaring kumapit sa ibabaw at maaaring bumuo ng isang mahigpit na selyo sa loob ng humigit-kumulang 15 segundo pagkatapos ng aplikasyon. Sinasabi ng mga mananaliksik na ang pandikit na ito ay maaaring magbigay ng isang mas epektibong paraan upang gamutin ang trauma at makatulong na makontrol ang pagdurugo sa panahon ng operasyon.
"Nilulutas namin ang problema ng pagdirikit sa isang mapaghamong kapaligiran, iyon ay, ang mahalumigmig, dinamikong kapaligiran ng mga tisyu ng tao. Kasabay nito, sinusubukan naming baguhin ang mga pangunahing kaalaman na ito sa mga tunay na produkto na makapagliligtas ng mga buhay, "sabi ng MIT Machinery Zhao Xuanhe, isang propesor ng engineering at civil at environmental engineering at isa sa mga senior author ng pag-aaral.
Si Christoph Nabzdyk ay isang cardiac anesthesiologist at intensive care physician sa Mayo Clinic sa Rochester, Minnesota, at ang senior author ng papel, na na-publish sa Nature Biomedical Engineering noong Agosto 9, 2021. MIT research scientist na si Hyunwoo Yuk at postdoctoral fellow Jingjing Wu ang mga pangunahing may-akda ng pag-aaral.
Grupo ng pananaliksik: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (mula kaliwa pakanan), may hawak na barnacle shell at barnacle gum hemostatic ointment sa kanilang mga kamay. Credit: Ibinigay ng mananaliksik
Ang paghahanap ng paraan upang ihinto ang pagdurugo ay isang matagal nang problema, ngunit hindi pa ito ganap na nalutas, sinabi ni Zhao. Ang mga tahi ay karaniwang ginagamit upang isara ang mga sugat, ngunit ang mga tahi ay isang prosesong tumatagal ng oras na karaniwang hindi maaaring gawin ng mga unang tumugon sa isang emergency. Sa mga sundalo, ang pagkawala ng dugo ang pangunahing sanhi ng kamatayan pagkatapos ng trauma, habang sa pangkalahatang populasyon, ang pagkawala ng dugo ay ang pangalawang nangungunang sanhi ng kamatayan pagkatapos ng trauma.
Sa nakalipas na mga taon, ang ilang mga materyales na maaaring huminto sa pagdurugo, na tinatawag ding mga hemostatic agent, ay nasa merkado. Marami sa mga ito ay binubuo ng mga patch na naglalaman ng mga clotting factor na tumutulong sa pamumuo ng dugo sa sarili nitong. Gayunpaman, ang mga ito ay tumatagal ng ilang minuto upang makabuo ng isang selyo at hindi palaging gumagana sa mga sugat na labis na dumudugo.
Ang laboratoryo ni Zhao ay nakatuon sa paglutas ng problemang ito sa loob ng maraming taon. Noong 2019, bumuo ang kanyang team ng double-sided tissue tape at ipinakita na magagamit ito para isara ang mga surgical incisions. Ang tape na ito ay inspirasyon ng malagkit na materyal na ginagamit ng mga gagamba upang mahuli ang biktima sa mahalumigmig na mga kondisyon. Naglalaman ito ng mga sisingilin na polysaccharides na maaaring sumipsip ng tubig mula sa ibabaw nang halos kaagad, na nag-aalis ng maliliit na tuyong batik na maaaring dumikit ng pandikit.
Para sa kanilang bagong tissue glue, ang mga mananaliksik ay muling nakakuha ng inspirasyon mula sa kalikasan. Sa pagkakataong ito, itinuon nila ang kanilang atensyon sa mga barnacle, na mga maliliit na crustacean na nakakabit sa iba pang mga hayop tulad ng mga bato, bangka at maging mga balyena. Ang mga ibabaw na ito ay mamasa-masa at kadalasang napakarumi-ang mga kondisyong ito ay nagpapahirap sa pagdirikit.
"Nakuha nito ang aming pansin," sabi ni Yuk. "Ito ay lubhang kawili-wili, dahil upang ma-seal ang dumudugo na tissue, kailangan mong harapin hindi lamang ang kahalumigmigan, kundi pati na rin ang polusyon ng dugo na dumadaloy. Nalaman namin na ang nilalang na ito na naninirahan sa kapaligiran ng dagat ay gumagawa ng eksaktong parehong bagay na kailangan nating gawin upang harapin ito. Mga kumplikadong problema sa pagdurugo."
Ang pagsusuri ng mga mananaliksik sa barnacle gum ay nagpapakita na ito ay may kakaibang komposisyon. Ang mga malagkit na molekula ng protina na tumutulong sa barnacle na nakakabit sa ibabaw ay sinuspinde sa isang uri ng langis, na maaaring itaboy ang tubig at anumang mga kontaminant na matatagpuan sa ibabaw, upang ang malagkit na protina ay mahigpit na nakakabit sa ibabaw.
Nagpasya ang koponan ng MIT na subukang gayahin ang pandikit na ito sa pamamagitan ng pagsasaayos ng pandikit na dati nilang binuo. Ang malapot na materyal na ito ay binubuo ng isang polymer na tinatawag na poly(acrylic acid) kung saan ang isang organic compound na tinatawag na NHS ester ay naka-embed upang magbigay ng pagdirikit, habang ang chitosan ay isang asukal na nagpapatibay sa materyal. Ang mga mananaliksik ay nag-freeze ng mga natuklap ng materyal na ito, gilingin ang mga ito sa mga particle, at pagkatapos ay sinuspinde ang mga particle na ito sa medikal na grade na silicone oil.
Kapag ang nagresultang paste ay inilapat sa isang basang ibabaw (tulad ng tissue na natatakpan ng dugo), ang langis ay nagtataboy ng dugo at iba pang mga sangkap na maaaring naroroon, na nagiging sanhi ng mga malapot na particle na mag-crosslink at bumuo ng isang mahigpit na selyo sa sugat. Ang mga pagsusuri ng mga mananaliksik sa mga daga ay nagpakita na sa loob ng 15 hanggang 30 segundo pagkatapos ilapat ang pandikit, dahan-dahang paglalagay ng presyon, ang pandikit ay tumigas at huminto sa pagdurugo.
Sinabi ng mga mananaliksik na kumpara sa double-sided tape na idinisenyo ng mga mananaliksik noong 2019, ang isang bentahe ng bagong materyal na ito ay ang pag-paste ay maaaring hulmahin upang magkasya sa hindi regular na mga sugat, at ang tape ay maaaring mas angkop para sa sealing surgery Gumawa ng isang paghiwa o ikabit ang isang medikal na aparato sa tissue. "Ang moldable paste ay maaaring dumaloy at magkasya sa anumang hindi regular na hugis at selyo," sabi ni Wu. "Pinapayagan nito ang mga user na malayang umangkop sa iba't ibang di-regular na hugis na dumudugo na mga sugat."
Sa mga pagsusuring isinagawa sa mga baboy, nalaman ni Nabzdyk at ng kanyang mga kasamahan sa Mayo Clinic na ang pandikit na ito ay maaaring huminto sa pagdurugo nang mabilis, at na ito ay gumagana nang mas mabilis at mas epektibo kaysa sa komersyal na magagamit na hemostatic agent na kanilang inihambing. Maaari pa itong gumana kapag nagbibigay sa mga baboy ng isang malakas na pampalabnaw ng dugo (heparin) upang ang dugo ay hindi kusang nabubuo.
Ang kanilang pananaliksik ay nagpapakita na ang selyo ay nananatiling buo sa loob ng ilang linggo, na nagbibigay ng oras para sa tissue na gumaling nang mag-isa, at ang pandikit ay nagdudulot ng kaunting pamamaga, katulad ng pamamaga na dulot ng mga hemostatic agent na kasalukuyang ginagamit. Ang pandikit ay dahan-dahang mahihigop sa katawan sa loob ng ilang buwan. Kung kailangang ayusin ng siruhano ang sugat pagkatapos ng paunang aplikasyon, maaari din itong alisin nang maaga sa pamamagitan ng paggamit ng solusyon na tumutunaw dito.
Plano ngayon ng mga mananaliksik na subukan ang pandikit sa mas malalaking sugat, at umaasa sila na ito ay magpapatunay na ang pandikit ay maaaring gamitin upang gamutin ang trauma. Naisip din nila na maaaring maging kapaki-pakinabang ito sa panahon ng operasyon, na karaniwang nangangailangan ng siruhano na gumugol ng maraming oras sa pagkontrol ng pagdurugo.
"Kami ay teknikal na may kakayahang magsagawa ng maraming kumplikadong operasyon, ngunit ang aming kakayahang mabilis na makontrol ang partikular na matinding pagdurugo ay hindi talaga bumuti," sabi ni Nabzdyk.
Ang isa pang posibleng aplikasyon ay upang makatulong sa paghinto ng pagdurugo. Ang mga pasyenteng ito ay may mga plastic na tubo na ipinasok sa kanilang mga daluyan ng dugo, tulad ng mga ginagamit para sa arterial o central venous catheters o extracorporeal membrane oxygenation (ECMO). Sa panahon ng ECMO, ang isang makina ay ginagamit upang i-pump ang dugo ng pasyente palabas ng katawan upang ma-oxygenate ito. Ginagamit ito upang gamutin ang mga taong may malubhang pagkabigo sa puso o baga. Ang tubo ay karaniwang ipinapasok sa loob ng ilang linggo o buwan, at ang pagdurugo sa lugar ng paglalagay ay maaaring magdulot ng impeksiyon.
Sanggunian: "I-paste ang inspirasyon ng barnacle gum para sa mabilis at coagulation-independent na hemostatic sealing" Mga May-akda: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S . Nabzdyk at Xuanhe Zhao, 9 Agosto 2021, Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
Ang mga mananaliksik ay nakatanggap ng pagpopondo mula sa MIT Deshpande Center upang matulungan silang i-komersyal ang pandikit, na inaasahan nilang makamit pagkatapos ng karagdagang preclinical na pag-aaral sa mga modelo ng hayop. Nakatanggap din ang pananaliksik ng pondo mula sa National Institutes of Health, National Science Foundation, at Office of Army Research sa pamamagitan ng Soldier Nanotechnology Institute sa Massachusetts Institute of Technology at Zoll Foundation.
Mangyaring, mangyaring i-commercial ito sa lalong madaling panahon. Tinatakan ng asawa ko ang sugat ko ng pandikit. Sumakit parang impiyerno. Well, siguro baby ako, gaya ng sabi niya tuwing mag-aapply siya.
SciTechDaily: Ang pinakamahusay na tahanan ng mga balita sa agham at teknolohiya mula noong 1998. Panatilihing napapanahon sa pinakabagong balita sa teknolohiya sa pamamagitan ng email o social media.
Ang pag-aaral ng 6.2 milyong pasyente ng Kaiser Permanente at mga mananaliksik ng CDC ay magpapatuloy sa loob ng 2 taon. Ang mga mananaliksik mula sa Federal at Caesars Medical Institutions ay nagsusuklay sa mga rekord ng kalusugan...
Oras ng post: Set-09-2021