[Перевод] Бионический клей для хирургии
Трудно склеить что-либо под водой — если только вы не мидия. Ученые создали новый бионический клей, который сочетает в себе липкость натурального клея мидий с антимикробными свойствами слизи.
Попытка склеить влажные поверхности — бесполезна по своей сути, так как молекулы воды образуют барьер между поверхностью и молекулами в клее. Но мидии обошли это ограничение и агрессивно прикрепляются корпусам кораблей. Да и в целом охотно облепляют собой каменистые поверхности под водой.
Ученые давно вдохновлялись мидиями, при создании новых видов клея, особенно для человеческого тела. Основная цель таких видов клея — останавливать кровотечение, удерживать кожные трансплантаты без рубцов, крепить имплантаты к костям и даже удерживать стволовые клетки на одном месте достаточно долго, чтобы восстановить поврежденные ткани.
От мидий к человеку. Свойства наших тел
Инженеры из Массачусетского технологического института и Свободного университета Берлина нашли способ усовершенствовать клей разработанный на основе мидий. Новым материалом стала естественная часть человеческих тел — слизь.
Наша родная слизь естественным образом смазывает внутренние поверхности тела и защищает их от инфекции. Защита от инфекции — ключевое качество, когда речь идет о биомедицинских сферах применениях клея.
Эта комбинация не возникла из ниоткуда. Для усиления своего клея мидии используют две химические группы, называемые катехолами и тиолами, которые сшиваются воедино, буквально повторяя механизм липучек нашей одежды. Тиолы также присутствуют в слизистых белках, называемых муцинами, что дало ресурс для развития исследования.
Бионический суперклей и его свойства
Для исследования ученые объединили натуральные муциновые белки и синтетические полимеры на основе клея мидий в растворы разной концентрации. И эта смесь идеально сработала в качестве клея.
Это похоже на двухкомпонентную эпоксидную смолу. Вы смешиваете две жидкости, и начинается химическая реакция, в результате которой жидкость затвердевает, одновременно с этим приклеивая вещество к поверхности.
Джордж Деген, ведущий автор исследования.
В серии испытаний новый клей использовался для склеивания поверхностей, в то время как исследователи измеряли, как быстро смесь затвердевала и насколько прочно она прилипала. Пока что, смесь ни в чем не уступает современным видам медицинского клея.
В зависимости от того, насколько сильна у вас сшивка между катехолами и тиолами, мы можем контролировать скорость, с которой жидкости загустевают и липнут. Испытания проходят на влажных поверхностях, при комнатной температуре и в привычных условиях. Это просто уникально!
Райнер Хааг, соавтор исследования.
В других тестах исследователи наносили клей на стеклянные панели и инкубировали его с бактериями в течение ночи, чтобы проверить, насколько хорошо он предотвращает размножение «посторонних микроорганизмов».
Мы обнаружили, что на голой стеклянной поверхности без нашего покрытия бактерии образуют толстую биопленку, тогда как с нашим покрытием образование биопленки в значительной степени не происходит.
Джордж Деген, ведущий автор исследования.
Исследователи планируют продолжить изучение комбинаций, чтобы найти лучшую версию для медицинских применений. Ее также можно использовать в качестве покрытия для предотвращения развития инфекций через имплантаты.
Больше странных новостей с передового края науки, где наука выглядит как фантастика, читайте в материалах сообщества Neural Hack. Бонусом: масса статей про природу сознания, нейрогормоны, возможности вмешиваться в природу мозга и многое, многое другое. Залетайте, чтобы прикоснуться к новостям без негатива.
