O modalitate nouă și simplă de a controla adezivitatea adezivilor medicali cu ajutorul ultrasunetelor elimină necesitatea utilizării oricăror substanțe chimice potențial toxice pentru a crește bioaderența. Tehnica, dezvoltată de cercetători din Universitatea McGill în Canada și Zurich ETH în Elveția, s-ar putea dovedi de neprețuit pentru aplicații precum repararea țesuturilor, vindecarea rănilor, electronicele portabile și livrarea de medicamente.
Pansamentele și tencuielile de obicei nu se lipesc bine de pielea umedă. Ecografia ar putea ajuta la depășirea acestei probleme, nu numai pe piele, ci și pe multe alte țesuturi, inclusiv membranele mucoase și aorta, explică autorul principal. Zhenwei Ma, acum la Universitatea Harvard și la Universitatea British Columbia.
În munca lor, cercetătorii au folosit microbule induse de ultrasunete de joasă frecvență pentru a face adezivii mai lipiți. Valurile „fierbe” local lichidul într-un grund adeziv răspândit pe substratul tisular (o soluție care conține chitosan, gelatină sau celuloză), formând bule de vapori care cresc și se prăbușesc violent spre suprafața țesutului. „Patch-uri de hidrogel din poliacrilamidă sau poli(N-izopropilacrilamidă) combinate cu alginat au fost apoi aplicate pe regiunea tratată pentru a obține o aderență puternică”, explică Ma.
„Această mișcare are ca rezultat interacțiuni mecanice care împing temporar adezivii în piele și în alte țesuturi pentru o bioaderență mai puternică”, spune Ma. Lumea fizicii. „Prin simpla ajustare a intensității ultrasunetelor și manevrând sonda cu ultrasunete folosită pentru a crea bule, putem controla – foarte precis – lipiciitatea bandajelor adezive.”
Cercetătorii și-au testat tehnica pe țesut de șobolan și porc. Ei au descoperit că ultrasunetele au amplificat energia de aderență dintre țesut și hidrogel de până la 100 de ori și a crescut pragul de oboseală interfacială dintre cele două de 10 ori. Într-adevăr, au măsurat energii de aderență de peste 2000 J/m2 pentru piele, în jur de 295 J/m2 pentru mucoasa bucală și în jur de 297 J/m2 pentru aortă. În comparație, energiile de aderență pentru hidrogelurile care nu sunt supuse ultrasunetelor au fost de aproximativ 50, 12 și 17 J/m2, respectiv.
Cavitația indusă de ultrasunete
Calculele teoretice de modelare ale echipei sugerează că mecanismul principal care stă la baza acestei bioaderențe este cavitația indusă de ultrasunete, care propulsează și imobilizează primerii de ancorare în țesut. Este interblocarea mecanică și întrepătrunderea acestor ancore care produce în cele din urmă o aderență puternică între hidrogel și țesut, fără a fi nevoie de legături chimice.
Autocolantul cu ultrasunete oferă imagini continuă a organelor interne
Adezivii ar putea fi, de asemenea, folosiți pentru a furniza medicamente prin piele. „Această tehnologie de schimbare a paradigmei va avea implicații mari în multe ramuri ale medicinei”, spune Ma. „Suntem foarte încântați să traducem această tehnologie pentru aplicații în clinici pentru repararea țesuturilor, terapia cancerului și medicina de precizie.”
Pe lângă controlabilitatea fără precedent a rezistenței de bioaderență, cercetătorii spun că tehnica lor va permite mult mai multe tipuri de materiale să fie folosite ca bandaje, tencuieli și interfețe cu țesutul biologic. Acest lucru va extinde inevitabil domeniile potențiale de aplicare, spun ei.
Cercetătorii își raportează munca în Ştiinţă.
