ساخت یک "چسب" حیرت انگیز برای درمان جراحی ها + ویدیو

به گزارش سرویس علم و فناوری جی پلاس؛ مهندسان MIT سال گذشته یک چسب دو طرفه ساخته بودند که به سرعت و خیلی محکم روی سطوح مرطوب مانند بافت‌های زیستی می‌چسبید.

آنها نشان دادند این چسب می‌تواند در عرض چند ثانیه شکاف‌های روی ریه‌ها و روده‌ها را ببندد و برای مواردی چون کاشت ایمپلنت یا ابزارهای پزشکی روی سطوح اندام‌هایی مانند قلب مورد استفاده قرار گیرد و مانع خونریزی شود.

حال آنها چسب خود را توسعه داده‌ و آن را به شکلی ساخته‌اند که بدون وارد کردن هیچ آسیبی از روی بافت زیرین خود یعنی جایی که جراحی انجام شده، جدا می‌شود. مثلا زمانی که پزشکان در حین جراحی نیاز به تنظیم چسب دارند، با کمک یک محلول مایع، آن را از روی بافت به راحتی جدا می‌کنند.

"ژوانهه ژائو" - پروفسور مهندسی مکانیک و مهندسی عمران و محیط زیست MIT، می‌گوید: این چسب یک باند بدون درد برای اندام‌های داخلی بدن است. زمانی که چسب را روی اندام مورد جراحی قرار داده‌اید و به هر دلیلی می‌خواهید آن را بردارید؛ می توانید بدون هیچ درد و حتی خونریزی دوباره این کار را انجام می‌دهید.

پیوندهای شکست ناپذیر

این گروه تحقیقاتی در پژوهش‌های خود در ساخت چسب اول، خیلی سریع به این نتیجه رسیدند که چسباندن باند به سطوح خیس بسیار کار دشواری است؛ زیرا لایه نازک بسیار ظریف است و مانع از چسبیدن بیشتر چسب‌ها می‌شود. از این رو از پلیمرهای زیست‌سازگاری چون پلی‌آکریلیک اسید استفاده کردند که یک ماده بسیار جاذب است که معمولا در پوشک‌های بچه به کار می‌رود. این ماده آب را جذب می‌کند و سپس به سرعت پیوندهای هیدروژنی ضعیفی با سطح بافت تشکیل می‌دهد. آنها برای تقویت این پیوندهای هیدروژنی، این ماده را با استرهای NHS ترکیب کردند که پیوندهای قوی‌تر و طولانی‌تری با پروتئین‌های موجود در سطح بافت تشکیل می‌دهند.

در حالی که این پیوندهای شیمیایی، قدرت فوق‌العاده‌ای را به این چسب می‌دهد؛ از سوی دیگر شکستن آنها نیز دشوار است و محققان دریافته اند که جدا کردن آن چالش بعدی آنهاست. در واقع، برداشتن چنین چسب قوی‌ای از روی زخم موجب التهاب بیشتر در زخم و بافت آن می‌شود و بهبودی آن را طولانی‌تر می‌کند.

ماده‌ای که پیوندها را می‌شکند

محققان برای جدا کردن این چسب قوی، به ماده اصلی یک مولکول پیوند دهنده دی‌سولفید جدید اضافه کردند که بین پیوندهای کووالانسی با پروتئین‌های سطح بافت قرار می‌گیرد. آنها برای این کار این مولکول را سنتز کردند تا در صورت قرار گرفتن در معرض ماده خاص به راحتی جدا شود.

محققان سپس تلاش کردند ماده‌ جدا کننده این چسب را سازگار با محیط زیست کنند و برای این کار گلوتاتیون را انتخاب کردند که یک آنتی‌اکسیدان است که به طور طبیعی در اکثر سلول‌ها یافت می‌شود و می‌تواند پیوندهای کووالانسی طولانی مدت مانند دی‌سولفید را بشکند.

این در حالی است که بی‌کربنات سدیم که همه آن را با عنوان جوش شیرین می‌شناسیم، می‌تواند موجب غیرفعال شدن پیوندهای هیدروژنی با ماندگاری کوتاه‌تر شود.

از این رو، محققان غلظت‌هایی از گلوتاتیون و جوش شیرین را با هم مخلوط کردند و در یک محلول نمکی قرار دادند و محلول را روی نمونه‌هایی از چسب که روی اندام و بافت‌هایی مثل قلب، ریه و روده خوک چسبیده بود، اسپری کردند. آنها سرانجام دریافتند که به محض پاشیدن محلول روی چسب، بدون اینکه به بافت آسیبی زده شود، پنج دقیقه بعد، از بافت جدا می‌شود.