Вдохновившись оригами, инженеры Массачусетского технологического института разработали особый медицинский пластырь. Его можно сложить вокруг минимально инвазивных хирургических инструментов и доставить через дыхательные пути, кишечник и другие узкие пространства, чтобы залатать внутренние повреждения. Пластырь при высыхании напоминает складную бумажную пленку. Как только он соприкасается с влажными тканями или органами, он превращается в эластичный гель. Тогда он становится похожим на контактную линзу, и может прилипнуть к поврежденному месту.
Фото: Advanced Materials
В отличие от существующих хирургических клеев, новая разработка предназначена для защиты от загрязнения при воздействии бактерий и жидкостей организма. Со временем пластырь может безопасно разлагаться.
Исследователи работают с клиницистами и хирургами, чтобы оптимизировать конструкцию для хирургического использования. Они предполагают, что новый биоадгезив может быть доставлен с помощью хирургических инструментов, управляемых хирургом непосредственно или дистанционно с помощью медицинского робота.
Биоадгезивы в настоящее время используются в малоинвазивных операциях. Они доступны в основном в виде биоразлагаемых жидкостей и клеев, которые могут быть нанесены на поврежденные ткани. Однако, когда эти клеи затвердевают, они могут затвердеть на более мягкой подстилающей поверхности. Тем самым они создают несовершенное уплотнение. Кровь и другие биологические жидкости могут загрязнять клеи, препятствуя успешному прилипанию к поврежденному участку. Клеи также могут смываться до того, как травма полностью заживет. И после нанесения они также могут вызвать воспаление и образование рубцовой ткани.
Учитывая ограниченность существующих конструкций, команда стремилась разработать альтернативу, которая отвечала бы трем функциональным требованиям. Пластырь должен быть прилипать к влажной поверхности поврежденного участка, избегать связывания с чем-либо до достижения места назначения и после нанесения на поврежденный участок противостоять бактериальному загрязнению и чрезмерному воспалению.
Дизайн команды отвечает всем трем требованиям, в виде трехслойного патча. Средний слой — это основной биоадгезив, изготовленный из гидрогелевого материала. В него встроены соединения, называемые эфирами NHS. При контакте с влажной поверхностью клей впитывает любую окружающую воду и становится податливым и эластичным.
Нижний слой изготовлен из материала, который покрыт силиконовым маслом. Оно временно смазывает клей, предотвращая его прилипание к другим поверхностям при прохождении через тело. Когда клей достигает места назначения и слегка прижимается к поврежденной ткани, силиконовое масло выдавливается, позволяя клею связываться с тканью.
Верхний слой клея состоит из эластомерной пленки. В нее встроены цвиттерионные полимеры, которые притягивают любые окружающие молекулы воды к поверхности эластомера. Таким образом, наружный слой клея образует водную оболочку или барьер против бактерий и других загрязнений.
