超音波を使用して医療用接着剤の粘着性を制御する新しい簡単な方法により、生体接着性を高めるために潜在的に毒性のある化学物質を使用する必要がなくなります。 からの研究者によって開発された技術 マギル大学 カナダで スイス連邦工科大学チューリッヒ校 スイスでは、組織修復、創傷治癒、ウェアラブル電子機器、薬物送達などのアプリケーションに非常に価値があることが証明される可能性があります.
包帯や絆創膏は通常、濡れた肌にはうまくくっつきません。 超音波は、皮膚だけでなく、粘膜や大動脈を含む他の多くの組織でこの問題を克服するのに役立つ可能性がある、と筆頭著者は説明しています マー・ジェンウェイ、現在はハーバード大学とブリティッシュ コロンビア大学に在籍。
彼らの研究では、研究者は低周波超音波によって誘発されたマイクロバブルを使用して、接着剤をより粘着性にしました. 波は、組織基質 (キトサン、ゼラチン、またはセルロースを含む溶液) に広げられた接着プライマー内の液体を局所的に「沸騰」させ、組織表面に向かって激しく成長および崩壊する蒸気泡を形成します。 「その後、ポリアクリルアミドまたはポリ (N-イソプロピルアクリルアミド) とアルギン酸塩を組み合わせたハイドロゲル パッチを治療部位に適用して、強力な接着を実現しました」と Ma 氏は説明します。
「この動きは機械的相互作用をもたらし、一時的に接着剤を皮膚や他の組織に押し込み、より強力な生体接着を実現します」と Ma は言います。 物理学の世界. 「超音波の強度を調整し、泡を作るために使用する超音波プローブを操作するだけで、絆創膏の粘着性を非常に正確に制御できます。」
研究者は、ラットとブタの組織でその技術をテストしました。 彼らは、超音波が組織とヒドロゲルの間の接着エネルギーを最大100倍増幅し、10つの間の界面疲労閾値を2000倍増加させることを発見しました。 実際、彼らは XNUMX J/m を超える接着エネルギーを測定しました。2 肌用 約295J/m2 頬粘膜で約297J/m2 大動脈用。 比較すると、超音波にさらされていないハイドロゲルの接着エネルギーは、約 50、12、および 17 J/m でした。2それぞれ。
超音波誘起キャビテーション
チームの理論モデリング計算は、この生体接着の根底にある主なメカニズムが超音波誘起キャビテーションであることを示唆しています。 化学結合を必要とせずに最終的にヒドロゲルと組織の間に強力な接着を生み出すのは、これらのアンカーの機械的な連結と相互浸透です。
超音波ステッカーは、内臓の連続画像を提供します
接着剤は、皮膚を通して薬物を送達するためにも使用できます。 「このパラダイムシフト技術は、医学の多くの分野に大きな影響を与えるでしょう」と Ma は言います。 「この技術を、組織修復、がん治療、精密医療の診療所での応用に応用できることを非常にうれしく思います。」
生体接着強度の前例のない制御性に加えて、研究者らは、彼らの技術により、より多くの種類の材料を包帯、絆創膏、および生体組織とのインターフェースとして使用できるようになると述べています。 これにより、アプリケーションの潜在的な領域が必然的に拡大されると彼らは言います。
研究者は彼らの仕事を報告します 科学.
