วิธีใหม่และเรียบง่ายในการควบคุมความเหนียวของกาวทางการแพทย์โดยใช้อัลตราซาวนด์ ช่วยลดความจำเป็นในการใช้สารเคมีที่อาจเป็นพิษเพื่อเพิ่มการยึดเกาะทางชีวภาพ เทคนิคที่พัฒนาโดยนักวิจัยจาก มหาวิทยาลัย McGill ในแคนาดาและ ผลประโยชน์ทับซ้อนซูริค ในสวิตเซอร์แลนด์สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีคุณค่าอย่างยิ่งในการใช้งาน เช่น การซ่อมแซมเนื้อเยื่อ การรักษาบาดแผล อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ และการส่งยา
ผ้าพันแผลและพลาสเตอร์มักจะไม่ติดผิวที่เปียกได้ดี อัลตราซาวนด์สามารถช่วยแก้ปัญหานี้ได้ ไม่เพียงแต่บนผิวหนังเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเนื้อเยื่ออื่นๆ รวมถึงเยื่อเมือกและหลอดเลือดแดงใหญ่อีกด้วย ผู้เขียนนำอธิบาย เจินเว่ย หม่าปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย
ในงานของพวกเขา นักวิจัยได้ใช้ไมโครบับเบิลที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ำเพื่อทำให้กาวมีความเหนียวมากขึ้น คลื่นในพื้นที่จะ "ต้ม" ของเหลวในไพรเมอร์แบบยึดติดที่กระจายไปบนพื้นผิวเนื้อเยื่อ (สารละลายที่มีไคโตซาน เจลาติน หรือเซลลูโลส) ทำให้เกิดฟองไอที่เติบโตและยุบตัวอย่างรุนแรงต่อพื้นผิวเนื้อเยื่อ “แผ่นไฮโดรเจลที่ทำจากโพลีอะคริลาไมด์หรือโพลี (N-ไอโซโพรพิลอะคริลาไมด์) รวมกับอัลจิเนตจะถูกนำไปใช้กับบริเวณที่ทำการบำบัดเพื่อให้เกิดการยึดเกาะที่แข็งแกร่ง” Ma อธิบาย
“การเคลื่อนไหวนี้ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาทางกลที่ผลักกาวเข้าสู่ผิวหนังและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ชั่วคราวเพื่อการยึดเกาะทางชีวภาพที่แข็งแกร่งขึ้น” Ma กล่าว โลกฟิสิกส์. “เพียงแค่ปรับความเข้มของอัลตราซาวนด์และเคลื่อนหัววัดอัลตราซาวนด์ที่ใช้ในการสร้างฟอง เราก็สามารถควบคุมความเหนียวของผ้าพันแผลได้อย่างแม่นยำ”
นักวิจัยได้ทดสอบเทคนิคของพวกเขากับเนื้อเยื่อหนูและหมู พวกเขาพบว่าอัลตราซาวนด์ขยายพลังงานการยึดเกาะระหว่างเนื้อเยื่อและไฮโดรเจลได้มากถึง 100 เท่า และเพิ่มเกณฑ์ความเมื่อยล้าของผิวระหว่างทั้งสองถึง 10 เท่า แท้จริงแล้ว พวกเขาวัดพลังงานการยึดเกาะที่มากกว่า 2000 J/m2 สำหรับผิวหนัง ประมาณ 295 J/m2 สำหรับเยื่อเมือกแก้มและประมาณ 297 J/m2 สำหรับเอออร์ตา ในการเปรียบเทียบ พลังงานการยึดเกาะของไฮโดรเจลที่ไม่ผ่านอัลตราซาวนด์มีค่าประมาณ 50, 12 และ 17 J/m2ตามลำดับ
cavitation ที่เกิดจากอัลตราซาวนด์
การคำนวณแบบจำลองทางทฤษฎีของทีมแนะนำว่ากลไกหลักที่อยู่ภายใต้การยึดเกาะทางชีวภาพนี้คือการเกิดโพรงอากาศที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ ซึ่งจะขับเคลื่อนและตรึงไพรเมอร์ที่ยึดไว้ในเนื้อเยื่อ เป็นการประสานเชิงกลและการแทรกซึมของพุกเหล่านี้ซึ่งท้ายที่สุดจะทำให้เกิดการยึดเกาะที่แข็งแกร่งระหว่างไฮโดรเจลกับเนื้อเยื่อโดยไม่จำเป็นต้องพันธะเคมี
สติกเกอร์อัลตราซาวนด์ให้ภาพอวัยวะภายในอย่างต่อเนื่อง
กาวยังสามารถใช้เพื่อส่งยาผ่านผิวหนังได้ “เทคโนโลยีที่เปลี่ยนกระบวนทัศน์นี้จะมีผลกระทบอย่างมากต่อการแพทย์หลายสาขา” Ma กล่าว “เรารู้สึกตื่นเต้นมากที่ได้แปลเทคโนโลยีนี้สำหรับการใช้งานในคลินิกเพื่อการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ การรักษาโรคมะเร็ง และการรักษาแบบแม่นยำ”
เช่นเดียวกับความสามารถในการควบคุมความแข็งแรงของการยึดเกาะทางชีวภาพอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน นักวิจัยกล่าวว่าเทคนิคของพวกเขาจะช่วยให้วัสดุประเภทต่างๆ อีกมากมายสามารถใช้เป็นผ้าพันแผล พลาสเตอร์ และส่วนเชื่อมต่อกับเนื้อเยื่อชีวภาพได้ สิ่งนี้จะขยายขอบเขตการใช้งานที่เป็นไปได้อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
ผู้วิจัยรายงานผลงานใน วิทยาศาสตร์.
