Хирургический герметик на основе желатина для быстрой герметизации внутри тела
10 апреля, 2023
Ученые создали герметик на основе желатина, который можно использовать для разрезов внутри тела.
Ученые из Института биомедицинских инноваций Терасаки в Лос-Анджелесе разработали хирургический герметик на основе желатина. Герметик является термочувствительным, а это значит, что он быстро образует полутвердый болюс, когда достигает температуры тела. Он также является биоадгезивным, что позволяет ему легко прилипать к скользким и влажным поверхностям. Ученые смогли добиться этого, благодаря добавлению в желатиновый гель кофеиновой кислоты, которая естественным образом содержится в кофе и оливковом масле, что помогло увеличить адгезию состава.
Герметизация разрезов внутри тела является сложной задачей. Наши внутренние ткани очень скользкие и поэтому с ними трудно обращаться, а также они отталкивают большинство герметиков, которые работали бы в более благоприятных условиях. Более того, многие из наших тканей, например, легкие, постоянно двигаются, что затрудняет герметизацию разрезов, сохраняя при этом герметичность. Для правильной установки традиционных швов и скоб может потребоваться время, что может привести к разрывам или кровопотере.
Чтобы решить эти проблемы, ученые разрабатывают новые хирургические герметики, которые могут быстро герметизировать разрезы внутри тела, даже в сложных тканях, таких как сердце или легкие. Поскольку эти вещества должны быть биоразлагаемыми и биосовместимыми, многие такие технологии основаны на природных материалах, таких как желатин, который получают из животного коллагена.
Проблема с предыдущими раневыми повязками и герметиками на основе желатина заключалась в недостаточной адгезии и прочности. Одним из способов улучшить этот материал, добавление катехола, встречающейся в природе молекулы, которая связывается с участками желатина и улучшает его связывающую способность в организме. Однако существует ограничение на небольшое количество точек взаимодействия катехола в желатиновых материалах. Но увеличение количества катехола в материале помогает улучшить его адгезию.
Чтобы решить эту проблему, исследователи Института Терасаки обратились к кофейной кислоте, которая встречается в кофе. Это соединение содержит катехол и при окислении образует олигомеры кофейной кислоты, которые включают повторяющиеся звенья катехола. Полученный материал желатин-кофеиновая кислота демонстрирует улучшенную биоадгезию, гелеобразование, инъецируемость и прочность.
На данный момент герметик продемонстрировал впечатляющую эффективность, в том числе способность заделывать отверстие в активно раздуваемых легких. «Наша команда использовала манипулятивную и стратегическую химию, чтобы значительно улучшить адгезионную прочность и универсальность биоматериалов», — сказал Али Хадемхоссейни, исследователь, участвующий в проекте. «Это создает захватывающие возможности для более эффективного хирургического лечения ран в клинике».