Szupererős, de levehető sebészi tapasz válthatja fel az öltéseket

2020.07.10. 14:31

Az azonnal kötő, de szükség szerint sérülésmentesen el is távolítható kétoldalú ragasztó gyorsabbá és egyszerűbbé teszi a belső sebek zárását.

A Massachusetts Institute of Technology (MIT) mérnökei tavaly kidolgoztak egy speciális kétoldalú ragasztót, amely gyorsan és erősen hozzátapad a belső szervek nedves felületéhez. Megmutatták, hogy a ragasztószalag segítségével a tüdő vagy a bél szakadásai másodpercek alatt összezárhatók, és orvosi eszközöket is kitűnően lehet vele a szervek – például a szív – felszínére erősíteni.

A ragasztószalag most bemutatott, továbbfejlesztett változata mindenfajta sérülés nélkül leválasztható a szövetről, amelyhez korábban hozzáerősítették. Csak egy folyékony oldattal kell kezelni, és máris csúszós géllé változik, amit könnyűszerrel le lehet húzni, ha például műtét közben korrigálni kell a korábbi ragasztást, vagy ha a seb gyógyulása után végleg el akarják távolítani a tapaszt. A csoport legújabb találmányát a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban megjelent közlemény mutatja be részletesen.

Olyan ez, mint egy fájdalommentesen leszedhető ragtapasz, csak éppen belső szervekre használatos – magyarázza Xuanhe Zhao, az MIT mechanikai és civil környezeti mérnök professzora. – Felerősítheted, majd ha bármi okból le akarod szedni, sérülés nélkül megteheted."

Forrás: MIT

Legyőzni a csúszósságot

Miközben a ragasztószalag első változatát fejlesztették, a kutatók hamar beleütköztek abba a problémába, mennyire nehéz olyan anyagot találni, amely nedves felszínekhez tapad, hiszen – ahogy azt bármelyikünk mindennapi tapasztalata is igazolhatja – egy vékony folyadékréteg is elég ahhoz, hogy síkossá tegye a felületet, és a legtöbb ragasztóanyag számára lehetetlenné tegye a tapadást.

A szövetek természetéből eredő csúszósságot úgy tudták végül legyőzni, hogy biokompatibilis polimerekből – például poliakrilátból – építették fel a ragasztószalagot. Ezeket az anyagokat egyebek mellett a pelenkákból és gyógyászati termékekből ismerhetjük; jellemző tulajdonságuk, hogy sok vizet képesek felvenni, és ebben az állapotukban gyorsan viszonylag gyenge, de nagy számú hidrogénhíd-kötést hoznak létre a felülettel. Hogy megerősítsék ezeket a kötéseket, a kutatók még ún. NHS-észtereket is beépítettek az anyagba, amelyek erősebb és tartósabb kötéseket hoznak létre a szövet felszínének fehérjéivel.

Ezek a kémiai kötések biztosították ugyan a ragasztó ultraerős tapadását, de ugyanez volt a hátulütőjük is: nehezen lehetett őket elbontani. Az egyszer felerősített ragasztószalagot ezért csak a szövet károsodásának kockáztatásával lehetett volna eltávolítani. A tapasz eltávolítása feltehetőleg gyulladásos választ váltott volna ki a szövetben, ami hátráltatta volna a gyógyulást – ismertette Hyunwoo Yuk, a cikk egyik írója. – Ez egy valódi, gyakorlati probléma."

Forrás: MIT

Hogyan tették leválaszthatóvá a tapaszt?

Hogy leválaszthatóvá tegyék a tapaszt, a csoport először a ragasztóanyag módosításához fogott hozzá. Az eredeti anyaghoz hozzáadtak egy diszulfidképző csoportot, amely hidat tud alkotni a felszín fehérjéi felé. A diszulfidhidak előnye, hogy erős kovalens kötések ugyan, viszont szükség esetén egy redukálószer hozzáadásával könnyen és gyorsan elbonthatók.

A második lépés a megfelelő redukálószer megtalálása volt, amely biokompatibilis, mégis hatékonyan elbontja a ragasztóanyag és a szövet közötti kötéseket. Azt találták, hogy a sejtekben természetesen is megtalálható antioxidáns, a glutation képes elbontani a tartós diszulfidhidakat, míg a sütőporból ismerős nátrium-bikarbonát hatékonyan fellazítja a gyengébb és rövidebb életű hidrogénkötéseket.

A kutatók fiziológiás sóoldatba keverték a glutationt és a nátrium-bikarbonátot, és az oldatot különböző szövetmintákra – sertés szív-, tüdő- és bélszövetre – felhelyezett tapaszokra permetezték. Valamennyi vizsgálat azt az eredményt hozta, hogy függetlenül a szövet minőségétől, valamint attól, hogy milyen régen volt a tapasz a szövetre applikálva, az oldat rápermetezése után nagyjából öt perccel a tapaszt könnyűszerrel, a szövet megsértése nélkül el lehetett távolítani.

Körülbelül ennyi időre van szükség ahhoz, hogy az oldat átdiffundáljon a tapaszon addig a felszínig, ahol a ragasztóanyag a szövettel érintkezik – mondta el Xiaoyu Chen, a cikk másik vezető szerzője. – Amikor odaér, az oldat a rendkívül erős ragasztóanyagot egyszerű csúszós gélréteggé alakítja, amit pofonegyszerű lehúzni."

A csoport még egy olyan változatot és készített a tapaszból, amelyen apró csatornácskák segítik az oldat átjutását. Ez olyankor válik lényegessé, amikor a tapaszt kétoldalú ragasztónak használják implantátumok vagy más orvosi eszközök rögzítéséhez. Ilyenkor az oldatot nem lehetne közvetlenül a tapaszra permetezni, viszont a lyukacsos kialakítás mellett az is elég, ha a sebész a tapasz széleihez juttatja a folyadékot, ahonnan az a csatornácskákon keresztül eljut a tapadási felszínhez.

Reményeink szerint egy nap a ragasztószalagunk és a hozzá tartozó eltávolító oldat a műtők közönséges kellékei közé kerülnek – bizakodik Yuk. – A sebészek egyfajta celluxként használhatják majd, amit igény szerint feltapasztanak, leszednek, és újraragasztanak."

Sebészekkel együttműködve a kutatók máris tesztelik, hogy az új ragasztóanyag alkalmas lehet-e vérzések csillapítására, a belek folytonossági hiányainak toldozására és egyéb hasonló feladatokra. Távlati célunk az, hogy a bioragasztós technológia idővel kiváltsa a varrást, ezt az évezredek alatt vajmi kevés újításon átesett sebzárási módszert – összegezte Zhao. – Úgy hisszük, a sebzárás megújításának a kulcsa most a kezünkben van."