نوار چسب های دو طرفه برای بافت ها می تواند جایگزین بخیه های جراحی شود

محققان نشان دادند که این نوار دو طرفه همچنین می تواند برای اتصال دستگاه های پزشکی قابل کاشت به بافت ها از جمله قلب استفاده شود. علاوه بر این، این چسب بسیار سریع‌تر از چسب‌های بافتی عمل می‌کند، که معمولاً چندین دقیقه طول می‌کشد تا محکم بچسبند و می‌توانند روی سایر قسمت‌های بدن چکه کنند.

دانشجویان فارغ التحصیل هیونوو یوک و کلودیا وارلا نویسندگان اصلی این مطالعه هستند که امروز در نیچر منتشر شده است . نویسندگان دیگر عبارتند از Xinyu Mao، دانشجوی فارغ التحصیل MIT، الن روش، استادیار مهندسی مکانیک MIT، کریستوف نابزدیک، پزشک مراقبت های ویژه در کلینیک مایو، و رابرت پادرا، آسیب شناس بیمارستان زنان بریگام و بیمارستان زنان.

ایجاد یک مهر و موم محکم بین بافت ها بسیار دشوار است زیرا آب روی سطح بافت ها با چسبندگی تداخل می کند. چسب‌های بافتی موجود، مولکول‌های چسب را از طریق آب بین دو سطح بافت پخش می‌کنند تا آنها را به هم بچسبانند، اما این فرآیند می‌تواند چند دقیقه یا حتی بیشتر طول بکشد.

تیم MIT می خواست چیزی را ارائه دهد که بسیار سریعتر کار کند. گروه ژائو قبلاً چسب‌های جدید دیگری تولید کرده بود، از جمله یک سوپرچسب هیدروژل که چسبندگی سخت‌تری نسبت به مواد چسبنده‌ای که در طبیعت وجود دارند، مانند آن‌هایی که صدف‌ها و ماهی‌ها برای چسبیدن به کشتی‌ها و سنگ‌ها استفاده می‌کنند، ایجاد می‌کند.

برای ایجاد یک نوار دو طرفه که می تواند به سرعت دو سطح مرطوب را به هم وصل کند، این تیم از دنیای طبیعی الهام گرفتند – به ویژه، مواد چسبنده ای که عنکبوت ها برای شکار طعمه خود در شرایط مرطوب استفاده می کنند. این چسب عنکبوتی شامل پلی ساکاریدهای باردار است که می توانند آب را از سطح یک حشره تقریباً فورا جذب کنند و لکه خشک کوچکی را که چسب می تواند به آن بچسبد پاک کند.

برای تقلید این موضوع با یک چسب مهندسی شده، محققان ماده ای را طراحی کردند که ابتدا آب را از بافت های مرطوب جذب می کند و سپس به سرعت دو بافت را به هم متصل می کند. برای جذب آب از پلی اکریلیک اسید استفاده کردند، ماده ای بسیار جاذب که در پوشک استفاده می شود. به محض اینکه نوار چسب زده می شود، آب را می مکد و به اسید پلی اکریلیک اجازه می دهد تا به سرعت پیوندهای هیدروژنی ضعیفی با هر دو بافت ایجاد کند.

این پیوندهای هیدروژنی و سایر فعل و انفعالات ضعیف به طور موقت نوار و بافت ها را در جای خود نگه می دارند در حالی که گروه های شیمیایی به نام استرهای NHS که محققان در پلی اکریلیک اسید جاسازی کرده اند، پیوندهای بسیار قوی تری به نام پیوند کووالانسی با پروتئین های موجود در بافت تشکیل می دهند. این حدود پنج ثانیه طول می کشد.

محققان برای اینکه نوار چسب خود را به اندازه کافی محکم کنند تا در داخل بدن دوام داشته باشد، ژلاتین یا کیتوزان (یک پلی ساکارید سخت موجود در پوسته حشرات) را ترکیب کردند. این پلیمرها به چسب اجازه می دهند تا شکل خود را برای مدت طولانی حفظ کند. بسته به کاربردهایی که نوار برای آن استفاده می شود، محققان می توانند با تغییر مواد تشکیل دهنده داخل آن، سرعت تجزیه آن را در بدن کنترل کنند. ژلاتین در طی چند روز یا چند هفته در بدن انسان تجزیه می شود، در حالی که کیتوزان می تواند بیشتر (یک ماه یا حتی تا یک سال) دوام بیاورد.

بهبودی سریع

یوک می‌گوید: این نوع چسب می‌تواند تأثیر زیادی بر توانایی جراحان در بستن برش‌ها و بهبود زخم‌ها داشته باشد. برای بررسی کاربردهای احتمالی نوار دو طرفه جدید، محققان آن را در چند نوع مختلف بافت خوک از جمله پوست، روده کوچک، معده و کبد آزمایش کردند. آنها همچنین آزمایشاتی را روی ریه خوک و نای انجام دادند و نشان دادند که می توانند به سرعت آسیب به آن اندام ها را ترمیم کنند.

یوک می‌گوید: «بخیه زدن بافت‌های نرم یا شکننده مانند ریه و نای بسیار چالش برانگیز است، اما با چسب دو طرفه خود، در عرض پنج ثانیه می‌توانیم به راحتی آنها را ببندیم.»

این نوار همچنین برای مهر و موم کردن آسیب به دستگاه گوارش به خوبی عمل کرد، که می تواند در جلوگیری از نشت که گاهی اوقات پس از جراحی رخ می دهد بسیار مفید باشد. این نشت می تواند باعث سپسیس و سایر عوارض بالقوه کشنده شود.

کاشت وسایل پزشکی در بدن یکی دیگر از کاربردهایی است که تیم MIT در حال بررسی است. با کار با آزمایشگاه Roche، محققان نشان دادند که می توان از این نوار برای چسباندن یک چسب پلی اورتان کوچک به قلب موش های زنده که به اندازه یک تصویر کوچک است استفاده کرد. به طور معمول این نوع روش بسیار پیچیده است و برای انجام آن به یک جراح مجرب نیاز دارد، اما تیم تحقیقاتی توانستند چسب را با فشار دادن چند ثانیه به سادگی با چسب خود بچسبانند و چند روز در جای خود باقی ماند علاوه بر چسب پلی اورتان قلب، محققان دریافتند که این نوار می تواند موادی مانند لاستیک سیلیکون، تیتانیوم و هیدروژل ها را با موفقیت به بافت ها متصل کند.

یوک می‌گوید: «این روش شیک‌تر، ساده‌تر و کاربردی‌تر برای معرفی یک مانیتور قابل کاشت یا دستگاه تحویل دارو را ارائه می‌کند، زیرا ما می‌توانیم به مکان‌های مختلف بدون ایجاد آسیب یا عوارض ثانویه ناشی از سوراخ کردن بافت برای چسباندن دستگاه‌ها بچسبیم».