Mehurčki naredijo povoje bolj lepljive

Nov in preprost način za nadzor lepljivosti medicinskih lepil z uporabo ultrazvoka odpravlja potrebo po uporabi morebitnih strupenih kemikalij za povečanje bioadhezije. Tehnika, ki so jo razvili raziskovalci iz McGill University v Kanadi in. \ t ETH Zurich v Švici, bi se lahko izkazalo za neprecenljivo za aplikacije, kot so popravilo tkiv, celjenje ran, nosljiva elektronika in dostava zdravil.

Povoji in obliži se običajno ne držijo dobro na mokri koži. Ultrazvok bi lahko pomagal premagati to težavo, ne samo na koži, temveč na številnih drugih tkivih, vključno s sluznicami in aorto, pojasnjuje glavni avtor Zhenwei Ma, zdaj na Univerzi Harvard in Univerzi Britanske Kolumbije.

Pri svojem delu so raziskovalci uporabili mikromehurčke, inducirane z nizkofrekvenčnim ultrazvokom, da so lepila bolj lepljiva. Valovi lokalno "zavrejo" tekočino v adhezivnem temeljnem premazu, razmazanem na substrat tkiva (raztopina, ki vsebuje hitozan, želatino ali celulozo), pri čemer nastanejo parni mehurčki, ki rastejo in se močno sesedajo proti površini tkiva. »Hidrogelne obliže iz poliakrilamida ali poli(N-izopropilakrilamida) v kombinaciji z alginatom smo nato nanesli na obdelano regijo, da bi dosegli močan oprijem,« pojasnjuje Ma.

"To gibanje povzroči mehanske interakcije, ki začasno potisnejo lepila v kožo in druga tkiva za močnejšo bioadhezijo," pravi Ma Svet fizike. "Z enostavnim prilagajanjem intenzivnosti ultrazvoka in manevriranjem ultrazvočne sonde, ki se uporablja za ustvarjanje mehurčkov, lahko nadziramo – zelo natančno – lepljivost lepilnih povojev."

Raziskovalci so svojo tehniko preizkusili na tkivu podgan in prašičev. Ugotovili so, da je ultrazvok povečal adhezijsko energijo med tkivom in hidrogelom do 100-krat in povečal mejno vrednost utrujenosti med obema za 10-krat. Dejansko so izmerili energijo adhezije nad 2000 J/m² za kožo okoli 295 J/m² za ustno sluznico in okoli 297 J/m² za aorto. Za primerjavo so bile adhezijske energije za hidrogele, ki niso bili izpostavljeni ultrazvoku, približno 50, 12 in 17 J/m²Oz.

Ultrazvočno povzročena kavitacija

Izračuni teoretičnega modeliranja ekipe kažejo, da je glavni mehanizem, na katerem temelji ta bioadhezija, z ultrazvokom povzročena kavitacija, ki poganja in imobilizira sidranje primerjev v tkivo. Mehansko prepletanje in medsebojna penetracija teh sider na koncu povzroči močan oprijem med hidrogelom in tkivom brez potrebe po kemični vezi.

Lepila se lahko uporabljajo tudi za dostavo zdravil skozi kožo. "Ta tehnologija, ki spreminja paradigmo, bo imela velike posledice v mnogih vejah medicine," pravi Ma. "Zelo smo navdušeni, da bomo to tehnologijo prevedli za aplikacije v klinikah za popravilo tkiv, zdravljenje raka in natančno medicino."

Raziskovalci pravijo, da bo poleg izjemne možnosti nadzora moči bioadhezije njihova tehnika omogočila uporabo veliko več vrst materialov kot povojev, obližev in vmesnikov z biološkim tkivom. To bo neizogibno razširilo potencialna področja uporabe, pravijo.

Raziskovalci poročajo o svojem delu v Znanost.