طريقة جديدة وبسيطة للتحكم في لزوجة المواد اللاصقة الطبية باستخدام الموجات فوق الصوتية تلغي الحاجة إلى استخدام أي مواد كيميائية محتملة السمية لزيادة الالتصاق الحيوي. التقنية التي طورها باحثون من جامعة ماكغيل في كندا و ETH زيورخ في سويسرا، يمكن أن تكون ذات قيمة كبيرة في تطبيقات مثل إصلاح الأنسجة، وشفاء الجروح، والإلكترونيات القابلة للارتداء، وتوصيل الأدوية.
لا تلتصق الضمادات واللصقات عادةً جيدًا بالجلد المبلل. يوضح المؤلف الرئيسي أن الموجات فوق الصوتية يمكن أن تساعد في التغلب على هذه المشكلة، ليس فقط على الجلد ولكن على العديد من الأنسجة الأخرى، بما في ذلك الأغشية المخاطية والشريان الأورطي. زينوي ماوالآن يعمل في جامعة هارفارد وجامعة كولومبيا البريطانية.
استخدم الباحثون في عملهم الفقاعات الدقيقة الناتجة عن الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد لجعل المواد اللاصقة أكثر لزوجة. تقوم الموجات "بغلي" السائل موضعيًا في مادة لاصقة منتشرة على ركيزة الأنسجة (محلول يحتوي على الشيتوزان أو الجيلاتين أو السليلوز)، لتشكل فقاعات بخار تنمو وتنهار بعنف نحو سطح الأنسجة. يوضح ما: "تم بعد ذلك تطبيق رقع هيدروجيل مصنوعة من بولي أكريلاميد أو بولي (N-isopropylacrylamide) مع الجينات على المنطقة المعالجة لتحقيق التصاق قوي".
يقول ما: "تؤدي هذه الحركة إلى تفاعلات ميكانيكية تدفع المواد اللاصقة بشكل عابر إلى الجلد والأنسجة الأخرى من أجل التصاق حيوي أقوى". عالم الفيزياء. "ببساطة من خلال ضبط شدة الموجات فوق الصوتية ومناورة مسبار الموجات فوق الصوتية المستخدم لإنشاء الفقاعات، يمكننا التحكم - بدقة شديدة - في مدى التصاق الضمادات اللاصقة."
اختبر الباحثون تقنيتهم على أنسجة الفئران والخنازير. ووجدوا أن الموجات فوق الصوتية تضخم طاقة الالتصاق بين الأنسجة والهيدروجيل بما يصل إلى 100 مرة، وتزيد من عتبة التعب بين الوجهين بين الاثنين بمقدار 10 مرات. في الواقع، قاموا بقياس طاقات الالتصاق لأكثر من 2000 جول/م2 للبشرة، حوالي 295 جول/م2 للغشاء المخاطي الشدقي وحوالي 297 جول/م2 للشريان الأورطي. بالمقارنة، كانت طاقات التصاق الهلاميات المائية التي لم تتعرض للموجات فوق الصوتية حوالي 50 و12 و17 جول/م2، على التوالي.
التجويف الناجم عن الموجات فوق الصوتية
تشير حسابات النمذجة النظرية التي أجراها الفريق إلى أن الآلية الرئيسية الكامنة وراء هذا الالتصاق الحيوي هي التجويف الناجم عن الموجات فوق الصوتية، والذي يدفع ويثبط بادئات التثبيت في الأنسجة. إن التشابك الميكانيكي والتداخل بين هذه المراسي هو الذي ينتج في النهاية التصاقًا قويًا بين الهيدروجيل والأنسجة دون الحاجة إلى روابط كيميائية.
يوفر ملصق الموجات فوق الصوتية التصوير المستمر للأعضاء الداخلية
ويمكن أيضًا استخدام المواد اللاصقة لتوصيل الأدوية عبر الجلد. يقول ما: "ستكون لهذه التكنولوجيا المتغيرة النموذجية آثار كبيرة في العديد من فروع الطب". "نحن متحمسون للغاية لترجمة هذه التكنولوجيا للتطبيقات في عيادات إصلاح الأنسجة وعلاج السرطان والطب الدقيق."
بالإضافة إلى القدرة غير المسبوقة على التحكم في قوة الالتصاق الحيوي، يقول الباحثون إن تقنيتهم ستسمح باستخدام العديد من أنواع المواد كضمادات، ولصقات، وواجهات مع الأنسجة البيولوجية. ويقولون إن هذا سيؤدي حتماً إلى توسيع مجالات التطبيق المحتملة.
أبلغ الباحثون عن عملهم في علوم.
