초음파를 사용하여 의료용 접착제의 점착성을 제어하는 새롭고 간단한 방법은 생체 접착력을 높이기 위해 잠재적으로 독성이 있는 화학 물질을 사용할 필요가 없습니다. 연구진이 개발한 기술 맥길 대학 (McGill University) 캐나다와 ETH 취리히 스위스에서는 조직 복구, 상처 치유, 웨어러블 전자 장치 및 약물 전달과 같은 응용 분야에서 매우 귀중한 것으로 입증될 수 있습니다.
붕대와 반창고는 일반적으로 젖은 피부에 잘 붙지 않습니다. 초음파는 피부뿐만 아니라 점막과 대동맥을 포함한 다른 많은 조직에서 이 문제를 극복하는 데 도움이 될 수 있다고 수석 저자는 설명합니다. 마 젠웨이, 현재 하버드 대학교와 브리티시 컬럼비아 대학교에 있습니다.
그들의 연구에서 연구원들은 저주파 초음파로 유도된 미세 기포를 사용하여 접착제를 더 끈적하게 만들었습니다. 파동은 조직 기질(키토산, 젤라틴 또는 셀룰로오스를 함유한 용액)에 펼쳐진 접착성 프라이머에서 액체를 국부적으로 "비등"하여 조직 표면을 향해 격렬하게 성장하고 붕괴하는 증기 거품을 형성합니다. "알긴산염과 결합된 폴리아크릴아미드 또는 폴리(N-이소프로필아크릴아미드)로 만든 하이드로겔 패치를 처리된 부위에 적용하여 강한 접착력을 얻었습니다."라고 Ma는 설명합니다.
"이 동작은 더 강한 생체 접착을 위해 접착제를 피부와 다른 조직으로 일시적으로 밀어 넣는 기계적 상호 작용을 초래합니다."라고 Ma는 말합니다. 물리 세계. "단순히 초음파의 강도를 조정하고 기포를 생성하는 데 사용되는 초음파 탐침을 조작함으로써 접착 붕대의 끈적임을 매우 정확하게 제어할 수 있습니다."
연구원들은 쥐와 돼지 조직에서 그들의 기술을 테스트했습니다. 그들은 초음파가 조직과 하이드로겔 사이의 접착 에너지를 최대 100배까지 증폭시키고 둘 사이의 계면 피로 역치를 10배까지 증가시킨다는 것을 발견했습니다. 실제로 그들은 2000 J/m 이상의 접착 에너지를 측정했습니다.2 피부의 경우 약 295 J/m2 볼 점막 및 약 297 J/m2 대동맥. 이에 비해 초음파에 노출되지 않은 하이드로겔의 접착 에너지는 약 50, 12 및 17 J/m2각각.
초음파 유도 캐비테이션
팀의 이론적 모델링 계산은 이 생체 접착의 기본 메커니즘이 초음파 유도 캐비테이션이며 고정 프라이머를 조직에 고정시키고 고정시키는 것임을 시사합니다. 궁극적으로 화학적 결합 없이 하이드로겔과 조직 사이에 강한 접착력을 생성하는 것은 이러한 앵커의 기계적 연동 및 상호 침투입니다.
초음파 스티커는 내부 장기의 지속적인 이미징을 제공합니다.
접착제는 또한 피부를 통해 약물을 전달하는 데 사용될 수 있습니다. "이 패러다임 전환 기술은 많은 의학 분야에서 큰 영향을 미칠 것입니다."라고 Ma는 말합니다. "우리는 이 기술을 조직 복구, 암 치료 및 정밀 의학을 위한 클리닉의 응용 프로그램으로 변환하게 되어 매우 기쁩니다."
생체접착 강도의 전례 없는 제어 가능성뿐만 아니라 연구원들은 그들의 기술이 붕대, 반창고 및 생물학적 조직과의 인터페이스로 사용되는 더 많은 유형의 재료를 허용할 것이라고 말했습니다. 이것은 필연적으로 잠재적인 응용 분야를 확장할 것이라고 그들은 말합니다.
연구원들은 그들의 작업을 과학.
