Гарвардские ученые-химики создали уникальный клей, который липнет к влажным поверхностям, за счет чего можно склеить почти все ткани человеческого организма, в том числе, и поврежденную сердечную мышцу.
Практически все методы остановки кровотечений и сшивания ран имеют свои недостатки. При сшивании раны обычными хирургическими нитками тратится очень большое количество времени, а простой суперклей, который является наиболее надежным и удобным средством для склеивания, крайне токсичен. Исследователи в последние несколько лет большие надежды возлагали на синтетические аналоги клея ракушек, с помощью которого они прилепляются к скалам. Данное вещество эффективно под водой, но в то же время, его силы оказалось недостаточно для того, чтобы нормально склеить порванные связки и поврежденные хрящи.
Клеевые составы, аналогичные «клею моллюсков», безопасны для организма человека, но в то же время они в среднем удерживают склеенные поверхности приблизительно в сто раз хуже соединительной ткани и хрящей. Таким образом, подобного рода составы абсолютно бесполезны для проведения операций, поскольку раны или кости, которые были склеены с их помощью, будут постоянно повреждаться при резких движениях.
Все это заставило Дэвида Муни и его коллег попытаться отыскать другие аналоги биологического суперклея, который был бы совместим с живыми тканями, но при этом был бы очень прочным и мог переносить многократные растяжения и изгибы.
Ученым удалось отыскать решение данной проблемы в организме сухопутного слизня, обитающего на полях и в лесах Центральной и Западной Европы. По словам ученых-химиков, этот слизень вырабатывает клейкую субстанцию, которая хорошо прилипает к мокрым поверхностям и не растворяется в воде. Благодаря такому суперклею слизень и выживает, поскольку хищники просто не могут отлепить его от поверхности, к которой он прилип.
В состав клея слизня входит множество белковых цепочек, длинных и отрицательно заряженных. Кроме того, в него входит также множество коротких молекул белков, которые заряжены положительно и связывают длинные цепочки между собой.
Приняв все эти данные за основу, исследователи создали синтетический аналог данного биологического клея. При этом были использованы алгинаты, сахаристые длинные волокна, которые извлекли из водорослей, гидрогель, изготовленный на их основе, а также набор положительно заряженных ионов и молекул для скрепления нитей.
Как отмечает Муни, заплатка или пластырь из этого материала, к поверхности тела приклеивается несколькими разными путями, образуя не только относительно слабые водородные и ионные связи, но и прочные ковалентные связи. По словам исследователей, сила этих связей оказалась выше такого же параметра для хрящей и связок.
В данном случае нити алгината выполняют одновременно несколько функций – они рассеивают энергию при сжатии или растягивании склеенной поверхности или пластыря, принимают участие в образовании самых прочных связей. Как показали опыты ученых, за счет нитей алгината, такой пластырь можно растянуть приблизительно в 14 раз, при этом его не повредив. Таким образом, подобного рода клей выгодно отличается от самого обычного суперклея и более безопасных его аналогов.
Работу пластыря исследователи проверили неоднократно, в самых различных условиях: склеивали кожу свиней, разорванные мышцы крыс, более того – заклеили в еще живом сердце поросенка дыру, через которую на протяжении нескольких десятков минут перекачивали кровь. С ходе дальнейших опытов было установлено, что такие «заплатки» на протяжении нескольких недель не вызывают некроза, никаких раздражений и прочих негативных последствий при их помещении внутрь тела.
Согласно предположениям ученых, данный материал можно применять и для иных целей, в частности, создания специальных капсул и «липких роботов», которые могли бы прикрепляться внутри организма к определенным точкам и постепенно выводить лекарственные препараты.
Комментарии
Отправить комментарий