Вдъхновени от секрета на охлюв, химици от Харвард създадоха суперсилно лепило, което може да свърже биологични тъкани, дори когато са мокри, без да причинява токсичност. То ще позволи на лекари да залепват човешка тъкан, включително повредени сърдечни мускули, съобщи phys.org.
Изследването им е публикувано в списание Science.
Всички съществуващи методи за спиране на кървенето и зашиване на рани имат недостатъци. Зашиването на раната с хирургически конци изисква много време, а обикновеното лепило, най-удобното средство за лепене на рани е много токсично, негъвкаво е, когато изсъхне и не се свързва здраво с биологични тъкани.
През последните години учените възложиха своите надежди на синтетични аналози биологичното лепило на мекотелите - охлюви и миди - с което те се прикрепват към скалите. Този материал работи добре под водата, но силата, това е твърде недостатъчна, за да държи заедно скъсани хрущяли, сухожилия, мускули и други органи.
Екипът учените, воден от Дейвид Муни (David Mooney), намират търсения природен прототип в организма на сухоземния плужек Arion subfuscus, който обитава горите и поляните на Европа, Азия и части от САЩ. Този плужек произвежда специална лепкава субстанция, която не се разтваря във вода и добре прилепва към мократа повърхност на листа, гъби и почва. Това лепило помага на охлювите оцелеят - хищниците не могат да ги отлепят от повърхността, за която са се вкопчили.
Учените изследват свойствата на тази слуз, за да открият как се залепва толкова успешно.
Точно като лепилото на охлюва, синтетичният аналог използва три механизма: електростатично привличане на отрицателно заредени клетъчни повърхности, ковалентни връзки между съседни атоми и физическо проникване.
Слепващият секрет на охлюва се състои от множество дълги протеинови вериги, заредени отрицателно и множеството къси протеинови молекули, заредени положително и свързващи се заедно в дълги връзки.
Ръководейки се от тази идея, изследователите създадоха синтетичен аналог, двуслоен хидрогел, състоящ от алгинати, дълги влакна захари, извлечени от водорасли, подкрепени с залепващ слой, който представлява положително заредени полимери, стърчащи от повърхността.
Пластирът от този материал се прилепва към повърхността на тъканите, формирайки силни ковалентни връзки и относително слаби йонни и водородни. Силата на тези връзки, според учените, е по-висока в сравнение със сухожилията и хрущялите.
Нишките на алгината в този случай изпълняват няколко функции - те участват в образуването на много силни връзки и разсейват енергията при опън или сгъване на пластира или залепваната повърхност. Благодарение на тях, пластирът може да се удължи с 14 пъти, без да се повреди, което го отличава от конвенционалното лепило и други аналози.
Видео показва колко добре лепилото залепва сърце, което е гладко и с кръв. Източник: J. Li и др, Science (2017)
Видеоклип, показващ здравината на лепилото, приложено на сърце на прасе. То показва много добра адхезия и еластичност. Източник: Jianya Li, Adam D. Celiz, David J. Mooney
Харвардските химици тестваха материала при различни условия - лепене на скъсани мускули на плъхове, кожа на прасета, а също така залепиха дупка в живото сърце на прасе, докато изпомпва кръв в продължение на няколко десетки минути. По-нататъшни експерименти показаха, че тези пластири не предизвикват дразнене, некроза и други негативни последици от имплантиране в тяло в продължение на няколко седмици.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари