Insinyur MIT mendesain lem biokompatibel anu kuat anu tiasa ngégél jaringan anu luka sareng ngeureunkeun perdarahan, diideuan ku zat caket anu dianggo ku barnacles pikeun nempel kana batu. Kiridit: poto stock
A napel anyar nu mimics zat caket dipaké ku barnacles nempel kana batu bisa nyadiakeun cara hadé pikeun ngubaran trauma.
Diideuan ku zat caket anu dianggo ku barnacles pikeun nempel kana batu, insinyur MIT mendesain lem biokompatibel anu kuat anu tiasa ngégél jaringan anu luka sareng ngeureunkeun perdarahan.
Malah lamun beungeutna katutupan ku getih, némpelkeun anyar ieu bisa taat kana beungeut cai sarta bisa ngabentuk segel kedap dina ngeunaan 15 detik sanggeus aplikasi. Panaliti nyarios yén lem ieu tiasa nyayogikeun cara anu langkung efektif pikeun ngubaran trauma sareng ngabantosan perdarahan nalika dioperasi.
"Kami ngarengsekeun masalah adhesion dina lingkungan anu nangtang, nyaéta, lembab, lingkungan dinamis tina jaringan manusa. Dina waktos anu sami, urang nyobian ngarobih pangaweruh dasar ieu kana produk nyata anu tiasa nyalametkeun kahirupan, ”saur MIT Machinery Zhao Xuanhe, profésor rékayasa sareng rékayasa sipil sareng lingkungan sareng salah sahiji pangarang senior pangajaran.
Christoph Nabzdyk mangrupikeun ahli bius jantung sareng dokter perawatan intensif di Mayo Clinic di Rochester, Minnesota, sareng panulis senior makalah, anu diterbitkeun dina Nature Biomedical Engineering dina 9 Agustus 2021. Élmuwan panaliti MIT Hyunwoo Yuk sareng sasama postdoctoral Jingjing Wu. mangrupa pangarang utama ulikan.
Grup panalungtikan: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (ti kénca ka katuhu), nyekel cangkang barnacle jeung barnacle gum salep hemostatic dina leungeun maranéhna. Kiridit: Disayogikeun ku panalungtik
Milarian cara pikeun ngeureunkeun perdarahan mangrupikeun masalah anu lami, tapi éta henteu acan direngsekeun sapinuhna, saur Zhao. Jahitan biasana dianggo pikeun nutup tatu, tapi jahitan mangrupikeun prosés anu nyéépkeun waktos anu biasana henteu tiasa dilakukeun dina kaayaan darurat. Di antara prajurit, leungitna getih mangrupikeun panyabab utama maot saatos trauma, sedengkeun dina populasi umum, leungitna getih mangrupikeun panyabab kadua maot saatos trauma.
Dina taun-taun ayeuna, sababaraha bahan anu tiasa ngeureunkeun perdarahan, ogé disebut agén hemostatik, parantos aya di pasar. Seueur di antarana diwangun ku patches anu ngandung faktor pembekuan anu ngabantosan gumpalan getih sorangan. Tapi, ieu butuh sababaraha menit pikeun ngabentuk segel sareng henteu salawasna dianggo dina tatu anu ngaluarkeun getih.
Laboratorium Zhao parantos komitmen pikeun ngarengsekeun masalah ieu mangtaun-taun. Taun 2019, timnya ngembangkeun pita jaringan dua sisi sareng nunjukkeun yén éta tiasa dianggo pikeun nutup incisions bedah. Pita ieu diideuan ku bahan ketan anu dianggo ku lancah pikeun nangkep mangsa dina kaayaan beueus. Ieu ngandung muatan polisakarida nu bisa nyerep cai tina beungeut cai ampir geuwat, nyoplokkeun bintik garing leutik nu lem bisa nempel.
Pikeun lem jaringan anyar maranéhanana, peneliti sakali deui Drew inspirasi ti alam. Kali ieu, aranjeunna museurkeun perhatian maranéhanana dina barnacles, nu crustacea leutik napel sato lianna kayaning batu, hulls parahu komo paus. Permukaan ieu beueus sareng biasana kotor pisan-kaayaan ieu ngajantenkeun adhesion hésé.
"Ieu narik perhatian urang," saur Yuk. "Ieu pisan pikaresepeun, sabab pikeun ngégél jaringan getihan, anjeun kudu nungkulan teu ukur Uap, tapi ogé polusi getih ngalir kaluar. Kami mendakan yén mahluk ieu anu hirup di lingkungan laut ngalakukeun hal anu sami anu kedah urang laksanakeun pikeun nungkulanana. Masalah perdarahan kompléks."
Analisis panaliti ngeunaan karét barnacle nunjukkeun yén éta gaduh komposisi anu unik. Molekul-molekul protéin caket anu ngabantosan barnacle napel kana permukaan digantungkeun dina jinis minyak, anu tiasa ngusir cai sareng rereged anu aya dina permukaan, supados protéin caket napel pageuh kana permukaan.
Tim MIT mutuskeun pikeun nyobaan niru lem ieu ku cara nyaluyukeun napel aranjeunna saméméhna geus dimekarkeun. Bahan kentel ieu diwangun ku polimér anu disebut poli (asam akrilat) dimana sanyawa organik anu disebut éster NHS diasupkeun pikeun masihan adhesion, sedengkeun kitosan mangrupikeun gula anu nguatkeun bahan. Panaliti ngabekukeun serpihan bahan ieu, ngagiling kana partikel, teras ngagantungkeun partikel ieu dina minyak silikon kelas médis.
Nalika némpelkeun anu dihasilkeun diterapkeun kana permukaan anu baseuh (sapertos jaringan anu ditutupan ku getih), minyak bakal ngusir getih sareng zat-zat sanés anu tiasa aya, nyababkeun partikel kentel ngahubungkeun sareng ngabentuk segel anu ketat dina tatu. Tés peneliti dina mencit némbongkeun yén dina 15 nepi ka 30 detik sanggeus nerapkeun lem, gently nerapkeun tekanan, lem solidified sarta ngeureunkeun perdarahan.
Panaliti nyarios yén dibandingkeun sareng pita dua sisi anu dirarancang ku panaliti taun 2019, salah sahiji kauntungan tina bahan énggal ieu nyaéta témpélna tiasa didamel pikeun nyocogkeun tatu anu henteu teratur, sareng pita éta tiasa langkung cocog pikeun operasi sealing. ngagantelkeun alat médis kana jaringan. "The témpél moldable bisa ngalir kana tur cocog sagala bentuk teratur sarta segel," ceuk Wu. "Ieu ngamungkinkeun pamaké pikeun bébas adaptasi kana sagala rupa tatu perdarahan anu henteu teratur."
Dina tés anu dilakukeun dina babi, Nabzdyk sareng rekan-rekannya di Mayo Clinic mendakan yén lem ieu tiasa ngeureunkeun perdarahan gancang, sareng éta tiasa dianggo langkung gancang sareng langkung efektif tibatan agén hemostatik anu sayogi komersil anu dibandingkeun. Malah tiasa dianggo nalika masihan babi ipis getih anu kuat (heparin) supados getih henteu ngabentuk gumpalan sacara spontan.
Panalungtikan maranéhanana némbongkeun yén segel tetep gembleng pikeun sababaraha minggu, sahingga waktu pikeun jaringan cageur sorangan, sarta lem ngabalukarkeun radang saeutik, sarupa jeung peradangan disababkeun ku agén hemostatic ayeuna dipaké. Lem bakal lalaunan kaserep dina awak dina sababaraha bulan. Upami ahli bedah kedah ngalereskeun tatu saatos aplikasi awal, éta ogé tiasa dipiceun sateuacanna ku ngagunakeun solusi anu ngabubarkeunana.
Panaliti ayeuna ngarencanakeun pikeun nguji lem dina tatu anu langkung ageung, sareng aranjeunna ngarepkeun ieu bakal ngabuktikeun yén lem tiasa dianggo pikeun ngubaran trauma. Éta ogé ngabayangkeun yén éta tiasa mangpaat nalika dioperasi, anu biasana meryogikeun ahli bedah nyéépkeun seueur waktos pikeun ngatur perdarahan.
"Kami sacara téknis sanggup ngalaksanakeun seueur operasi anu rumit, tapi kamampuan urang pikeun gancang ngontrol perdarahan parah parah teu acan ningkat," saur Nabzdyk.
Aplikasi séjén anu mungkin nyaéta ngabantosan ngeureunkeun perdarahan. Pasién ieu ngagaduhan tabung plastik anu diselapkeun kana pembuluh darahna, sapertos anu dianggo pikeun katéter vena arteri atanapi sentral atanapi oksigénasi mémbran extracorporeal (ECMO). Salila ECMO, mesin digunakeun pikeun ngompa getih pasien kaluar tina awak pikeun ngaoksigénkeunana. Hal ieu dipaké pikeun ngubaran jalma kalawan gagalna jantung atawa paru parna. Pipa biasana diselapkeun sababaraha minggu atanapi sasih, sareng perdarahan di tempat sisipan tiasa nyababkeun inféksi.
Rujukan: "Tempelkeun diideuan ku karét barnacle pikeun gancang sarta koagulasi-bebas hemostatic sealing" pangarang: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S. Nabzdyk sareng Xuanhe Zhao, 9 Agustus 2021, Téknik Biomédis Alam.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
Panaliti nampi dana ti MIT Deshpande Center pikeun ngabantosan aranjeunna komersilkeun lem, anu aranjeunna ngarep-arep tiasa dicapai saatos studi preclinical tambahan ngeunaan modél sato. Panaliti ogé nampi dana ti National Institutes of Health, National Science Foundation, sareng Office of Army Research ngaliwatan Soldier Nanotechnology Institute di Massachusetts Institute of Technology sareng Zoll Foundation.
Punten, punten komersilkeun sagancangna. Pamajikan kuring nutupan tatu kuring ku lem. Nyeureud kawas naraka. Muhun, meureun kuring orok, sakumaha ceuk manehna unggal waktos anjeunna ngalamar.
SciTechDaily: Imah pangsaéna pikeun warta sains sareng téknologi ti saprak 1998. Tetep diropéa sareng béja téknologi pangénggalna via email atanapi média sosial.
Ulikan ngeunaan 6.2 juta pasien ku Kaiser Permanente sareng peneliti CDC bakal diteruskeun salami 2 taun. Panaliti ti Institusi Médis Féderal sareng Caesars nyisiran catetan kaséhatan…
waktos pos: Sep-09-2021