يمكن للغراء المضاد لنسيج الدم الإلكتروني أن يغلق الجروح بسرعة ويوقف النزيف

صمم مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا غراء قوي متوافق حيوياً يمكنه سد الأنسجة المصابة ووقف النزيف ، مستوحى من المادة اللاصقة التي تستخدمها البرنقيل للالتصاق بالصخور. الائتمان: صور المخزون
قد توفر مادة لاصقة جديدة تحاكي المادة اللاصقة التي تستخدمها البرنقيل للالتصاق بالصخور طريقة أفضل لعلاج الصدمات.
مستوحى من المادة اللاصقة التي تستخدمها البرنقيل للالتصاق بالصخور ، صمم مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا غراء قوي متوافق حيويًا يمكنه سد الأنسجة المصابة ووقف النزيف.
حتى لو كان السطح مغطى بالدم ، يمكن أن تلتصق هذه العجينة الجديدة بالسطح ويمكن أن تشكل ختمًا محكمًا في غضون 15 ثانية بعد التطبيق. يقول الباحثون أن هذا الصمغ يمكن أن يوفر طريقة أكثر فعالية لعلاج الصدمات والمساعدة في السيطرة على النزيف أثناء الجراحة.
"نحن نحل مشكلة الالتصاق في بيئة مليئة بالتحديات ، أي البيئة الرطبة والديناميكية للأنسجة البشرية. في الوقت نفسه ، نحاول تحويل هذه المعرفة الأساسية إلى منتجات حقيقية يمكن أن تنقذ الأرواح ، "قال Zhao Xuanhe ، أستاذ الهندسة والهندسة المدنية والبيئية وأحد كبار مؤلفي الدراسة.
كريستوف نابزديك هو طبيب تخدير القلب وطبيب العناية المركزة في Mayo Clinic في روتشستر ، مينيسوتا ، والمؤلف الرئيسي للورقة ، التي نُشرت في مجلة Nature Biomedical Engineering في 9 أغسطس 2021. عالم الأبحاث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا Hyunwoo Yuk وزميل ما بعد الدكتوراه جينغجينغ وو هم المؤلفون الرئيسيون للدراسة.
مجموعة البحث: Hyunwoo Yuk و Jingjing Wu و Xuanhe Zhao (من اليسار إلى اليمين) ممسكين بصدفة البرنقيل ومرهم مرقئ اللثة في أيديهم. الائتمان: مقدم من الباحث
قال تشاو إن إيجاد طريقة لوقف النزيف مشكلة طويلة الأمد ، لكن لم يتم حلها بالكامل بعد. عادةً ما تُستخدم الغرز لإغلاق الجروح ، لكن الغرز عملية تستغرق وقتًا طويلاً ولا يستطيع المستجيبون الأوائل القيام بها عادةً في حالات الطوارئ. بين الجنود ، يعتبر فقدان الدم السبب الرئيسي للوفاة بعد الصدمة ، في حين أن فقدان الدم لدى عامة السكان هو السبب الرئيسي الثاني للوفاة بعد الصدمة.
في السنوات الأخيرة ، تم طرح بعض المواد التي يمكن أن توقف النزيف ، والتي تسمى أيضًا عوامل مرقئ ، في السوق. العديد من هذه تتكون من بقع تحتوي على عوامل التخثر التي تساعد على تجلط الدم من تلقاء نفسه. ومع ذلك ، فإن هذه تستغرق عدة دقائق لتشكيل ختم ولا تعمل دائمًا على الجروح الشديدة النزيف.
لقد التزم مختبر Zhao بحل هذه المشكلة لسنوات عديدة. في عام 2019 ، طور فريقه شريط نسيج على الوجهين وأظهر أنه يمكن استخدامه لإغلاق الشقوق الجراحية. هذا الشريط مستوحى من المادة اللاصقة التي تستخدمها العناكب لاصطياد الفرائس في الظروف الرطبة. يحتوي على السكريات المشحونة التي يمكنها امتصاص الماء من السطح على الفور تقريبًا ، وإزالة البقع الجافة الصغيرة التي يمكن أن يلتصق بها الغراء.
بالنسبة لغراء الأنسجة الجديد ، استلهم الباحثون من الطبيعة مرة أخرى. هذه المرة ، ركزوا اهتمامهم على البرنقيل ، وهي قشريات صغيرة مرتبطة بحيوانات أخرى مثل الصخور وأجسام القوارب وحتى الحيتان. هذه الأسطح رطبة وعادة ما تكون متسخة للغاية - وهذه الظروف تجعل الالتصاق صعبًا.
قال يوك "هذا لفت انتباهنا". "هذا مثير للاهتمام للغاية ، لأنه لإغلاق النسيج النازف ، عليك التعامل ليس فقط مع الرطوبة ، ولكن أيضًا مع تلوث الدم المتدفق. وجدنا أن هذا المخلوق الذي يعيش في البيئة البحرية يفعل بالضبط نفس الشيء الذي يتعين علينا القيام به للتعامل معه. مشاكل النزيف المعقدة ".
يُظهر تحليل الباحثين لعلكة البرنقيل أن لها تركيبة فريدة. يتم تعليق جزيئات البروتين اللزجة التي تساعد البرنقيل على الالتصاق بالسطح في نوع من الزيت ، والذي يمكنه صد الماء وأي ملوثات موجودة على السطح ، بحيث يتم ربط البروتين اللزج بالسطح بقوة.
قرر فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا محاولة تقليد هذا الصمغ عن طريق تعديل المادة اللاصقة التي طوروها سابقًا. تتكون هذه المادة اللزجة من بوليمر يسمى بولي (حمض الأكريليك) حيث يتم دمج مركب عضوي يسمى NHS ester لتوفير الالتصاق ، بينما الشيتوزان عبارة عن سكر يعزز المادة. يقوم الباحثون بتجميد رقائق هذه المادة ، وطحنها إلى جزيئات ، ثم تعليق هذه الجسيمات في زيت السيليكون الطبي.
عندما يتم وضع المعجون الناتج على سطح مبلل (مثل الأنسجة المغطاة بالدم) ، فإن الزيت سيطرد الدم والمواد الأخرى التي قد تكون موجودة ، مما يتسبب في تشابك الجزيئات اللزجة وتشكيل ختم محكم على الجرح. أظهرت اختبارات الباحثين على الفئران أنه في غضون 15 إلى 30 ثانية بعد وضع الصمغ ، والضغط برفق ، تصلب الغراء وتوقف النزيف.
قال الباحثون إنه مقارنةً بالشريط ذي الوجهين الذي صممه الباحثون في عام 2019 ، فإن إحدى مزايا هذه المادة الجديدة هي أنه يمكن تشكيل المعجون ليلائم الجروح غير المنتظمة ، وقد يكون الشريط أكثر ملاءمة لإغلاق الجراحة. إرفاق جهاز طبي بالنسيج. قال وو: "يمكن أن يتدفق المعجون القابل للتشكيل ويتناسب مع أي شكل وختم غير منتظمين". "هذا يسمح للمستخدمين بالتكيف بحرية مع مختلف الجروح النزفية غير المنتظمة."
في الاختبارات التي أجريت على الخنازير ، وجد نابزديك وزملاؤه في Mayo Clinic أن هذا الصمغ يمكن أن يتوقف عن النزيف بسرعة ، وأنه يعمل بشكل أسرع وأكثر فعالية من عامل الترقق المتوفر تجاريًا الذي قارنوه. يمكن أن ينجح حتى عند إعطاء الخنازير مميعًا قويًا للدم (الهيبارين) بحيث لا يتشكل الدم بشكل تلقائي.
أظهر بحثهم أن الختم يظل سليماً لعدة أسابيع ، مما يتيح الوقت للأنسجة للشفاء من تلقاء نفسها ، كما أن الصمغ يسبب التهابًا بسيطًا ، على غرار الالتهاب الناجم عن عوامل الترقق المستخدمة حاليًا. سيتم امتصاص الغراء ببطء في الجسم في غضون بضعة أشهر. إذا احتاج الجراح إلى إصلاح الجرح بعد التطبيق الأولي ، فيمكن أيضًا إزالته مسبقًا باستخدام محلول يذيبه.
يخطط الباحثون الآن لاختبار الغراء على الجروح الكبيرة ، ويأملون أن يثبت هذا أنه يمكن استخدام الغراء لعلاج الصدمات. كما تصوروا أنه قد يكون مفيدًا أثناء الجراحة ، والتي تتطلب عادة من الجراح قضاء الكثير من الوقت في السيطرة على النزيف.
قال نبزديك: "نحن قادرون تقنيًا على إجراء العديد من العمليات الجراحية المعقدة ، لكن قدرتنا على التحكم بسرعة في النزيف الحاد بشكل خاص لم تتحسن حقًا".
تطبيق آخر ممكن للمساعدة في وقف النزيف. هؤلاء المرضى لديهم أنابيب بلاستيكية يتم إدخالها في أوعيتهم الدموية ، مثل تلك المستخدمة في القسطرة الوريدية الشريانية أو المركزية أو أكسجة الغشاء خارج الجسم (ECMO). خلال عملية ECMO ، يتم استخدام آلة لضخ دم المريض خارج الجسم لتزويده بالأكسجين. يتم استخدامه لعلاج الأشخاص الذين يعانون من قصور حاد في القلب أو الرئة. عادة ما يتم إدخال الأنبوب لعدة أسابيع أو أشهر ، ويمكن أن يتسبب النزيف في موقع الإدخال في حدوث عدوى.
المرجع: "معجون مستوحى من صمغ البرنقيل من أجل الختم المرقئ السريع والمستقل عن التخثر" المؤلفون: هيونو يوك ، جينغجينغ وو ، تيفاني إل سارفيان ، شينيو ماو ، كلوديا إي فاريلا ، إلين تي روش ، لي جي غريفيث ، كريستوف س. نابزديك وشوانهي تشاو ، 9 أغسطس 2021 ، طبيعة الهندسة الطبية الحيوية. DOI: 10.1038 / s41551-021-00769-y
تلقى الباحثون تمويلًا من مركز MIT Deshpande لمساعدتهم على تسويق الغراء ، والذي يأملون في تحقيقه بعد دراسات إضافية قبل السريرية على نماذج حيوانية. تلقى البحث أيضًا تمويلًا من المعاهد الوطنية للصحة ، والمؤسسة الوطنية للعلوم ، ومكتب أبحاث الجيش من خلال معهد تكنولوجيا النانو الجندي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومؤسسة زول.
من فضلك ، يرجى تسويقها في أقرب وقت ممكن. قامت زوجتي بإغلاق جرحي بالغراء. اللدغة مثل الجحيم. حسنًا ، ربما أكون طفلة ، كما قالت في كل مرة تقدمت فيها.
SciTechDaily: أفضل موطن لأخبار العلوم والتكنولوجيا منذ عام 1998. مواكبة آخر أخبار التكنولوجيا عبر البريد الإلكتروني أو وسائل التواصل الاجتماعي.
ستستمر دراسة 6.2 مليون مريض من قبل Kaiser Permanente وباحثي CDC لمدة عامين. يقوم باحثون من المؤسسات الطبية الفيدرالية وقيصر بتمشيط السجلات الصحية ...