Ένας νέος και απλός τρόπος ελέγχου της κολλητικότητας των ιατρικών συγκολλητικών με χρήση υπερήχων εξαλείφει την ανάγκη χρήσης τυχόν τοξικών χημικών ουσιών για την αύξηση της βιοπροσκόλλησης. Η τεχνική, που αναπτύχθηκε από ερευνητές από Πανεπιστήμιο McGill στον Καναδά και ETH Zurich στην Ελβετία, θα μπορούσε να αποδειχθεί ανεκτίμητη για εφαρμογές όπως η επισκευή ιστών, η επούλωση τραυμάτων, τα φορητά ηλεκτρονικά είδη και η διανομή φαρμάκων.
Οι επίδεσμοι και τα έμπλαστρα συνήθως δεν κολλάνε καλά στο βρεγμένο δέρμα. Ο υπέρηχος θα μπορούσε να βοηθήσει να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, όχι μόνο στο δέρμα αλλά σε πολλούς άλλους ιστούς, συμπεριλαμβανομένων των βλεννογόνων μεμβρανών και της αορτής, εξηγεί ο επικεφαλής συγγραφέας Ζενγουέι Μα, τώρα στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας.
Στην εργασία τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μικροφυσαλίδες που προκαλούνται από υπερήχους χαμηλής συχνότητας για να κάνουν τις κόλλες πιο κολλώδεις. Τα κύματα τοπικά «βράζουν» το υγρό σε ένα αυτοκόλλητο αστάρι απλωμένο στο υπόστρωμα του ιστού (διάλυμα που περιέχει χιτοζάνη, ζελατίνη ή κυτταρίνη), σχηματίζοντας φυσαλίδες ατμού που αναπτύσσονται και καταρρέουν βίαια προς την επιφάνεια του ιστού. «Επιθέματα υδρογέλης κατασκευασμένα από πολυακρυλαμίδιο ή πολυ(Ν-ισοπροπυλακρυλαμίδιο) σε συνδυασμό με αλγινικό άλας εφαρμόστηκαν στη συνέχεια στην επεξεργασμένη περιοχή για να επιτευχθεί ισχυρή πρόσφυση», εξηγεί ο Ma.
«Αυτή η κίνηση οδηγεί σε μηχανικές αλληλεπιδράσεις που σπρώχνουν παροδικά τις κόλλες στο δέρμα και σε άλλους ιστούς για ισχυρότερη βιοπροσκόλληση», λέει ο Ma Κόσμος Φυσικής. «Απλώς ρυθμίζοντας την ένταση του υπερήχου και κάνοντας ελιγμούς τον καθετήρα υπερήχων που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία των φυσαλίδων, μπορούμε να ελέγξουμε –με πολύ ακρίβεια– την κολλητικότητα των αυτοκόλλητων επιδέσμων».
Οι ερευνητές δοκίμασαν την τεχνική τους σε ιστό αρουραίου και χοίρου. Διαπίστωσαν ότι ο υπέρηχος ενίσχυσε την ενέργεια προσκόλλησης μεταξύ του ιστού και της υδρογέλης έως και 100 φορές και αύξησε το όριο κόπωσης της επιφάνειας μεταξύ των δύο κατά 10 φορές. Πράγματι, μέτρησαν ενέργειες πρόσφυσης άνω των 2000 J/m2 για το δέρμα, περίπου 295 J/m2 για τον στοματικό βλεννογόνο και περίπου 297 J/m2 για την αορτή. Συγκριτικά, οι ενέργειες προσκόλλησης για υδρογέλες που δεν υποβλήθηκαν σε υπερήχους ήταν περίπου 50, 12 και 17 J/m2, Αντίστοιχα.
Σπηλαίωση που προκαλείται από υπερήχους
Οι υπολογισμοί της θεωρητικής μοντελοποίησης της ομάδας υποδηλώνουν ότι ο κύριος μηχανισμός που κρύβεται πίσω από αυτή τη βιοσυγκόλληση είναι η σπηλαίωση που προκαλείται από υπερήχους, η οποία ωθεί και ακινητοποιεί τους εκκινητές αγκύρωσης στον ιστό. Είναι η μηχανική σύμπλεξη και η αλληλοδιείσδυση αυτών των αγκυρίων που τελικά παράγει ισχυρή πρόσφυση μεταξύ υδρογέλης και ιστού χωρίς την ανάγκη χημικής σύνδεσης.
Το αυτοκόλλητο υπερήχων παρέχει συνεχή απεικόνιση εσωτερικών οργάνων
Οι κόλλες θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη χορήγηση φαρμάκων μέσω του δέρματος. «Αυτή η τεχνολογία που αλλάζει το παράδειγμα θα έχει μεγάλες επιπτώσεις σε πολλούς κλάδους της ιατρικής», λέει ο Ma. «Είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι που θα μεταφράσουμε αυτήν την τεχνολογία για εφαρμογές σε κλινικές για επισκευή ιστών, θεραπεία καρκίνου και ιατρική ακριβείας».
Εκτός από την πρωτοφανή δυνατότητα ελέγχου της αντοχής της βιοπροσκόλλησης, οι ερευνητές λένε ότι η τεχνική τους θα επιτρέψει τη χρήση πολλών περισσότερων τύπων υλικών ως επίδεσμοι, έμπλαστρα και διεπαφές με βιολογικούς ιστούς. Αυτό αναπόφευκτα θα επεκτείνει τους πιθανούς τομείς εφαρμογής, λένε.
Οι ερευνητές αναφέρουν την εργασία τους στο Επιστήμη.
