211service.com
Tejp för att läka kirurgiska snitt
Forskare vid MIT har utvecklat en stretchig, biologiskt nedbrytbar tejp som kan ersätta kirurgiska suturer och häftklamrar. Den nya tejpen skulle också kunna göras till läkemedelsfördelningsplåster för placering direkt på organ inklusive hjärtat. Tejpen, som har testats på möss, bryts långsamt ner i kroppen utan att orsaka irritation.
Vävnadstejp: En mycket klibbig tejp som kan ersätta suturer bryts ner under förhållanden som efterliknar insidan av kroppen (överst). Tejpen, en elastomer täckt med nanoskala pelare och biokompatibelt lim, är iriserande (botten).
Limmet är inspirerat av geckos fötter, som gör att reptilerna kan gå längs taket och upp och ner för släta väggar. Geckotår är klibbiga eftersom de är täckta med miljontals flexibla nanopelare, vilket ger dem en mycket stor yta. MIT-tejpen, som bygger på både nanoskaliga pelare och ett kemiskt lim, är den första sådana tejpen som visar god vidhäftningsstyrka och säkerhet hos djur. Den utvecklas av institutsprofessor Robert Langer och Jeffrey Karp , en bioingenjör vid Harvard-MIT Division of Health Sciences, i samarbete med forskare vid två Boston-sjukhus.
Tejpen är gjord av en biologiskt nedbrytbar elastomer som kan spetsas med läkemedel. För att göra limmet hälls den flytande polymeren i mikrotillverkade kiselformar med 200 till 500 nanometer breda fördjupningar. Den formade, härdade polymeren spinnbeläggs sedan med ett biokompatibelt dextranlim. När tejpen appliceras drar kapillärkrafter vävnad in i utrymmena mellan pelarna, som också har några svaga laddningsattraktioner; dextranlimmet fäster på vävnadsproteiner.
Det är ett riktigt starkt lim, säger Metin Sitti , docent i maskinteknik vid Carnegie Mellon University.
Multimedia
Se en annan vy av bandet.
Att göra geckotejp som är säkert och effektivt för medicinskt bruk har varit utmanande, säger Sitti. De flesta gecko-inspirerade lim – som de som är designade för att hjälpa robotar att skala väggar – är konstruerade för att fungera på släta, hårda ytor. För den här typen av applikationer är det viktigt att tejpen kan återanvändas. Medicinsk tejp som Karps behöver bara fästa en gång, men fästa starkt. Att få hög vidhäftningsstyrka på vävnader är svårt att göra, eftersom de är våta, mjuka, hala, [och] grova, säger Sitti.
Langer och Karp verkar också ha övervunnit en annan fallgrop inför dessa geckoband. Vissa har visat sig ha stor styrka när endast ett fåtal nanopelare testas, men är inte lika starka när de testas i större skala. (Se No Spiderman Suit Anytime Soon .) När den testades på fläsktarm och på möss höll MIT-tejpen upp.
Fördelen med en sådan tejp framför de suturer och häftklamrar som traditionellt används för att stänga sår är att den skulle vara icke-invasiv och lätt att placera, säger Karp. Suturer och häftklamrar punkterar vävnad och kan orsaka skada som leder till nekros. Och suturer och häftklamrar måste placeras mycket noggrant längs ett snitt. Man måste justera vävnaden med varje stygn, säger Karp. Tejp kan placeras i en rörelse, vilket potentiellt förkortar den tid som patienterna ligger på operationsbordet. Den medicinska tejpen skulle också kunna hjälpa läkare under laparoskopiska operationer, som utförs genom en liten omfattning. Det är svårt att knyta knutar på små ställen, säger Karp. Du kan låta tejpen vikas ut och applicera den genom den [laparoskopiska] nålen.
Karp säger att en annan applikation för tejpen kan vara att förstärka suturer och häftklamrar som används när ett segment av mag-tarmkanalen avlägsnas under gastric bypass-operation. Det finns låga komplikationsfrekvenser, men läckor är katastrofala, säger Karp. Tejpen skulle kunna frigöra antibiotika såväl som läkemedel som främjar läkning.
MIT-tejpen kan också helt enkelt fungera som ett läkemedelsplåster, även i vävnader som sträcker sig och drar ihop sig, som hjärtat. Den är elastisk, så den ska stå emot hjärtats mekaniska krafter, säger Karp. Efter en hjärtattack har patienter ofta delar av skadad vävnad som inte får tillräckligt med syre. Detta kan leda till hjärtsvikt. Att injicera en stamcellsattraherande faktor i skadade delar av hjärtat uppmuntrar vävnadsregenerering, men att genomborra hjärtat på detta sätt kan vara farligt. Karp säger att ett plåster med medicinsk tejp kan leverera dessa faktorer lika effektivt och sätta patienten i lägre risk.
Både de mekaniska egenskaperna hos Karps tejp och dess nedbrytningshastighet kan ställas in för att passa olika vävnader. Karp säger att hans teams nästa steg är att arbeta med läkare för att identifiera medicinska tillämpningar som har mest att vinna på användningen av tejpen, och sedan utveckla tejpen så att den passar dem.