Insinyur MIT ngrancang lim biokompatibel sing kuat sing bisa nutup jaringan sing tatu lan mungkasi getihen, sing diilhami saka zat lengket sing digunakake teritip kanggo nempel ing watu. Kredit: stok foto
A adhesive anyar sing niru zat lengket sing digunakake dening barnacles kanggo nempel ing watu bisa menehi cara sing luwih apik kanggo nambani trauma.
Inspirasi saka zat lengket sing digunakake barnacles kanggo nempel ing watu, insinyur MIT ngrancang lem biokompatibel sing kuat sing bisa nutup jaringan sing tatu lan mungkasi getihen.
Sanajan permukaan kasebut ditutupi getih, tempel anyar iki bisa nempel ing permukaan lan bisa mbentuk segel sing ketat sajrone udakara 15 detik sawise aplikasi. Peneliti ujar manawa lem iki bisa nyedhiyakake cara sing luwih efektif kanggo ngobati trauma lan mbantu ngontrol pendarahan nalika operasi.
"Kita ngrampungake masalah adhesi ing lingkungan sing tantangan, yaiku, lingkungan sing lembab lan dinamis ing jaringan manungsa. Ing wektu sing padha, kita nyoba ngowahi kawruh dhasar kasebut dadi produk nyata sing bisa nylametake nyawa, "ujare MIT Machinery Zhao Xuanhe, profesor teknik lan teknik sipil lan lingkungan lan salah sawijining penulis senior sinau.
Christoph Nabzdyk minangka ahli anestesi jantung lan dokter perawatan intensif ing Mayo Clinic ing Rochester, Minnesota, lan penulis senior kertas kasebut, sing diterbitake ing Nature Biomedical Engineering tanggal 9 Agustus 2021. Ilmuwan riset MIT Hyunwoo Yuk lan kanca pascadoktoral Jingjing Wu minangka panulis utama panliten kasebut.
Klompok riset: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (saka kiwa menyang tengen), nyekeli cangkang teritip lan salep hemostatik gum barnacle ing tangane. Kredit: Disedhiyakake dening peneliti
Nemokake cara kanggo mungkasi getihen minangka masalah sing wis suwe, nanging durung rampung rampung, ujare Zhao. Jahitan biasane digunakake kanggo nutup tatu, nanging jahitan minangka proses sing mbutuhake wektu sing ora bisa ditindakake dening responden pisanan ing kahanan darurat. Antarane prajurit, mundhut getih minangka panyebab utama pati sawise trauma, dene ing populasi umum, mundhut getih minangka panyebab utama kematian nomer loro sawise trauma.
Ing taun-taun pungkasan, sawetara bahan sing bisa mungkasi getihen, uga disebut agen hemostatik, wis ana ing pasar. Akeh iki kalebu tambalan sing ngemot faktor pembekuan sing mbantu beku getih dhewe. Nanging, iki njupuk sawetara menit kanggo mbentuk segel lan ora tansah bisa kanggo tatu akeh getihen.
Laboratorium Zhao wis setya ngrampungake masalah iki nganti pirang-pirang taun. Ing taun 2019, timnya ngembangake pita tisu sisi ganda lan nuduhake manawa bisa digunakake kanggo nutup incisions bedah. Pita iki diilhami saka bahan lengket sing digunakake dening laba-laba kanggo nyekel mangsa ing kahanan lembab. Isine polysaccharides sing bisa nyerep banyu saka permukaan meh langsung, mbusak bintik-bintik garing cilik sing bisa ditempelake.
Kanggo lem jaringan sing anyar, para peneliti maneh narik inspirasi saka alam. Wektu iki, dheweke fokus marang teritip, yaiku crustacea cilik sing ditempelake ing kewan liyane kayata watu, lambung kapal lan uga paus. Permukaan iki lembab lan biasane reged banget - kahanan iki nggawe adhesi angel.
"Iki narik kawigaten kita," ujare Yuk. "Iki menarik banget, amarga kanggo nutup jaringan getihen, sampeyan kudu ngatasi ora mung kelembapan, nanging uga polusi getih sing metu. Kita nemokake manawa makhluk iki sing manggon ing lingkungan segara nindakake perkara sing padha karo sing kudu ditindakake kanggo ngatasi. Masalah getihen sing rumit."
Analisis peneliti babagan permen karet barnacle nuduhake manawa komposisi kasebut unik. Molekul protein lengket sing mbantu barnacle nempel ing permukaan digantung ing jinis lenga, sing bisa ngusir banyu lan rereged sing ditemokake ing permukaan, saengga protein lengket kasebut nempel kanthi kuat ing permukaan.
Tim MIT mutusake kanggo nyoba niru lem iki kanthi nyetel adesif sing wis dikembangake sadurunge. Bahan kenthel iki kasusun saka polimer sing diarani poli(asam akrilat) ing ngendi senyawa organik sing diarani ester NHS ditempelake kanggo menehi adhesi, dene kitosan minangka gula sing nguatake bahan kasebut. Peneliti beku serpihan materi iki, nggiling dadi partikel, banjur nundha partikel kasebut ing lenga silikon kelas medis.
Nalika tempel sing diasilake ditrapake ing permukaan sing teles (kayata jaringan sing ditutupi getih), lenga kasebut bakal ngusir getih lan zat liyane sing bisa ana, nyebabake partikel kenthel bisa nyambung lan mbentuk segel sing ketat ing tatu. Tes peneliti ing tikus nuduhake yen ing 15 nganti 30 detik sawise nglebokake lem, kanthi alon-alon ngetrapake tekanan, lem kasebut dadi solid lan mandheg getihen.
Peneliti ngandika yen dibandhingake karo tape pindho sisi dirancang dening peneliti ing 2019, siji kauntungan saka materi anyar iki sing tempel bisa nyetak pas tatu ora duwe aturan baku, lan tape bisa uga luwih cocok kanggo sealing surgery Nggawe incision utawa masang piranti medis menyang jaringan. "Paste moldable bisa mili menyang lan pas sembarang wangun ora duwe aturan baku lan segel," ngandika Wu. "Iki ngidini pangguna kanthi bebas adaptasi karo macem-macem tatu getihen sing bentuke ora teratur."
Ing tes sing ditindakake ing babi, Nabzdyk lan kanca-kancane ing Mayo Clinic nemokake manawa lem iki bisa mungkasi getihen kanthi cepet, lan kerjane luwih cepet lan luwih efektif tinimbang agen hemostatik sing kasedhiya ing komersial sing dibandhingake. Malah bisa dianggo nalika menehi pigmen tipis getih sing kuat (heparin) supaya getih ora mbentuk gumpalan kanthi spontan.
Panaliten kasebut nuduhake manawa segel kasebut tetep utuh nganti pirang-pirang minggu, ngidini wektu kanggo jaringan bisa waras dhewe, lan lem kasebut nyebabake inflamasi cilik, padha karo inflamasi sing disebabake dening agen hemostatik sing saiki digunakake. Lem kasebut bakal diserep kanthi alon ing awak sajrone sawetara wulan. Yen ahli bedah kudu ndandani tatu kasebut sawise aplikasi awal, bisa uga dicopot luwih dhisik kanthi nggunakake solusi sing larut.
Para peneliti saiki ngrancang kanggo nguji lem kasebut ing tatu sing luwih gedhe, lan ngarep-arep iki bakal mbuktekake manawa lem kasebut bisa digunakake kanggo nambani trauma. Dheweke uga mbayangake manawa bisa migunani sajrone operasi, sing biasane mbutuhake ahli bedah nglampahi akeh wektu kanggo ngontrol pendarahan.
"Secara teknis kita bisa nindakake akeh operasi sing rumit, nanging kemampuan kanggo ngontrol pendarahan sing abot banget durung saya apik," ujare Nabzdyk.
Aplikasi liyane sing bisa ditindakake yaiku kanggo mungkasi getihen. Pasien kasebut duwe tabung plastik sing dipasang ing pembuluh getih, kayata sing digunakake kanggo kateter vena arteri utawa pusat utawa oksigenasi membran extracorporeal (ECMO). Sajrone ECMO, mesin digunakake kanggo ngompa getih pasien metu saka awak kanggo oksigenasi. Iki digunakake kanggo nambani wong kanthi gagal jantung utawa paru-paru sing abot. Tabung kasebut biasane dilebokake sawetara minggu utawa sasi, lan getihen ing situs insersi bisa nyebabake infeksi.
Referensi: "Tempel sing diilhami dening permen karet teritip kanggo penyegelan hemostatik sing cepet lan mandiri koagulasi" Penulis: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S Nabzdyk lan Xuanhe Zhao, 9 Agustus 2021, Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
Peneliti wis nampa pendanaan saka MIT Deshpande Center kanggo mbantu wong komersialisasi lem, sing padha ngarep-arep kanggo entuk sawise pasinaon preclinical tambahan ing model kewan. Riset kasebut uga nampa dana saka Institut Kesehatan Nasional, Yayasan Ilmu Nasional, lan Kantor Riset Tentara liwat Institut Nanoteknologi Prajurit ing Institut Teknologi Massachusetts lan Yayasan Zoll.
Mangga, mangga komersialaken sanalika bisa. Bojoku nutup tatuku nganggo lem. Nyengat kaya neraka. Ya, mbok menawa aku iki bayi, kaya sing diomongake saben dheweke nglamar.
SciTechDaily: Omah paling apik babagan warta sains lan teknologi wiwit taun 1998. Tansah nganyari babagan warta teknologi paling anyar liwat email utawa media sosial.
Sinau babagan 6.2 yuta pasien dening peneliti Kaiser Permanente lan CDC bakal terus nganti 2 taun. Peneliti saka Institusi Kedokteran Federal lan Caesars nyisir cathetan kesehatan…
Wektu kirim: Sep-09-2021