דבק ביוני אנטי-דם יכול לאטום במהירות פצעים ולעצור דימום

מהנדסי MIT תכננו דבק חזק ותואם ביולוגי שיכול לאטום רקמה פצועה ולעצור דימום, בהשראת החומר הדביק שבו משתמשות הברנקים כדי להיצמד לסלעים. קרדיט: תמונות מלאי
דבק חדש המחקה את החומר הדביק המשמש את הברנקים כדי להיצמד לסלעים עשוי לספק דרך טובה יותר לטיפול בטראומה.
בהשראת החומר הדביק בו משתמשות הברנקים כדי להיצמד לסלעים, מהנדסי MIT תכננו דבק ביו-תואם חזק שיכול לאטום רקמה פצועה ולהפסיק לדמם.
גם אם המשטח מכוסה בדם, הדבק החדש הזה יכול להיצמד למשטח ויכול ליצור אטימה הדוקה תוך כ-15 שניות לאחר היישום. חוקרים אומרים כי דבק זה יכול לספק דרך יעילה יותר לטיפול בטראומה ולעזור לשלוט בדימום במהלך הניתוח.
"אנחנו פותרים את בעיית ההידבקות בסביבה מאתגרת, כלומר הסביבה הלחה והדינמית של רקמות אנושיות. במקביל, אנחנו מנסים להפוך את הידע הבסיסי הזה למוצרים אמיתיים שיכולים להציל חיים", אמר MIT Machinery Zhao Xuanhe, פרופסור להנדסה והנדסה אזרחית וסביבתית ואחד מבכירי המחברים של המחקר.
כריסטוף נבזדיק הוא מרדים לב ורופא טיפול נמרץ במרפאת מאיו ברוצ'סטר, מינסוטה, והמחבר הבכיר של המאמר, שפורסם ב-Nature Biomedical Engineering ב-9 באוגוסט 2021. מדען MIT Hyunwoo Yuk ועמית פוסט-דוקטורט Jingjing Wu הם המחברים העיקריים של המחקר.
קבוצת מחקר: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Xuanhe Zhao (משמאל לימין), אוחזים בידיהם קונכיית ברונקל ומשחה מסטיק מסטיק. קרדיט: ניתן על ידי חוקר
מציאת דרך לעצור דימום היא בעיה ארוכת שנים, אך היא עדיין לא נפתרה במלואה, אמר ג'או. בדרך כלל משתמשים בתפרים לסגירת פצעים, אך תפרים הם תהליך שלוקח זמן שהמגיבים הראשונים אינם יכולים בדרך כלל לעשות בשעת חירום. בקרב חיילים אובדן דם הוא הגורם המוביל למוות לאחר טראומה, בעוד שבכלל האוכלוסייה איבוד דם הוא הגורם השני למוות לאחר טראומה.
בשנים האחרונות היו בשוק כמה חומרים שיכולים לעצור דימומים, הנקראים גם סוכנים המוסטטיים. רבים מהם מורכבים מטלאים המכילים גורמי קרישה המסייעים לקרישת דם בכוחות עצמם. עם זאת, אלה לוקחות מספר דקות כדי ליצור איטום ולא תמיד עובדים על פצעים מדממים כבדים.
המעבדה של ז'או מחויבת לפתור בעיה זו במשך שנים רבות. בשנת 2019, הצוות שלו פיתח סרט רקמות דו צדדי והראה שניתן להשתמש בו לסגירת חתכים כירורגיים. סרט זה נוצר בהשראת החומר הדביק בו משתמשים עכבישים כדי לתפוס טרף בתנאי לחות. הוא מכיל פוליסכרידים טעונים שיכולים לספוג מים מהמשטח כמעט מיד, ומסירים כתמים יבשים קטנים שדבק יכול להידבק אליהם.
עבור דבק הרקמות החדש שלהם, החוקרים שאבו שוב השראה מהטבע. הפעם, הם מיקדו את תשומת לבם בחסניות, שהם סרטנים קטנים המחוברים לבעלי חיים אחרים כמו סלעים, גוף סירות ואפילו לווייתנים. משטחים אלה לחים ובדרך כלל מלוכלכים מאוד - תנאים אלה מקשים על ההידבקות.
"זה משך את תשומת ליבנו," אמר יוק. "זה מאוד מעניין, כי כדי לאטום את הרקמה המדממת, צריך להתמודד לא רק עם הלחות, אלא גם עם הזיהום של הדם שזורם החוצה. גילינו שהיצור הזה שחי בסביבה הימית עושה בדיוק את אותו הדבר שאנחנו צריכים לעשות כדי להתמודד איתו. בעיות דימום מורכבות".
ניתוח של מסטיק ברנקל של חוקרים מראה שיש לו הרכב ייחודי. מולקולות החלבון הדביקות שעוזרות להצמדות למשטח תלויות במעין שמן, שיכול להדוף מים וכל מזהם שנמצא על פני השטח, כך שהחלבון הדביק נצמד היטב למשטח.
צוות MIT החליט לנסות לחקות את הדבק הזה על ידי התאמת הדבק שפיתחו קודם לכן. חומר צמיג זה מורכב מפולימר הנקרא פולי(חומצה אקרילית) שלתוכו מוטבעת תרכובת אורגנית הנקראת NHS אסטר כדי לספק הידבקות, בעוד שהצ'יטוזן הוא סוכר המחזק את החומר. חוקרים מקפיאים פתיתים מהחומר הזה, טוחנים אותם לחלקיקים, ואז מרחפים את החלקיקים האלה בשמן סיליקון ברמה רפואית.
כאשר המשחה שהתקבלה מוחלת על משטח רטוב (כגון רקמה מכוסה בדם), השמן ידחה דם וחומרים אחרים שעלולים להיות נוכחים, ויגרום לחלקיקים הצמיגים להצליב וליצור אטימה הדוקה על הפצע. בדיקות החוקרים בעכברים הראו שתוך 15 עד 30 שניות לאחר מריחת הדבק, תוך הפעלת לחץ בעדינות, הדבק התמצק והפסיק לדמם.
החוקרים אמרו כי בהשוואה לסרט הדו צדדי שתכננו החוקרים ב-2019, יתרון אחד של החומר החדש הזה הוא שניתן לעצב את הדבק כך שיתאים לפצעים לא סדירים, והסרט עשוי להתאים יותר לניתוח איטום בצע חתך או לחבר מכשיר רפואי לרקמה. "המשחה הניתנת לעיצוב יכולה לזרום ולהתאים לכל צורה ואטימה לא סדירה", אמר וו. "זה מאפשר למשתמשים להסתגל בחופשיות לפצעים מדממים שונים בעלי צורה לא סדירה."
בבדיקות שנערכו על חזירים, נבזדיק ועמיתיו במרפאת מאיו מצאו כי דבק זה יכול לעצור דימום במהירות, וכי הוא פועל מהר יותר ויעילה יותר מהחומר ההמוסטטי הזמין מסחרית שהם השוו. זה יכול לעבוד אפילו כאשר נותנים לחזירים מדלל דם חזק (הפרין) כך שהדם לא יוצר קרישים באופן ספונטני.
המחקר שלהם מראה שהאטם נשאר שלם למשך מספר שבועות, מה שנותן זמן לרקמה להחלים בעצמה, והדבק גורם לדלקת מועטה, בדומה לדלקת הנגרמת על ידי חומרי הדימום המשמשים כיום. הדבק ייספג באיטיות בגוף תוך מספר חודשים. במידה והמנתח צריך לתקן את הפצע לאחר המריחה הראשונית, ניתן גם להסירו מראש באמצעות תמיסה שממיסה אותו.
החוקרים מתכננים כעת לבדוק את הדבק על פצעים גדולים יותר, והם מקווים שזה יוכיח שניתן להשתמש בדבק לטיפול בטראומה. הם גם חזו שזה עשוי להיות שימושי במהלך הניתוח, שבדרך כלל דורש מהמנתח להשקיע זמן רב בשליטה על דימום.
"אנחנו מסוגלים מבחינה טכנית לבצע ניתוחים מורכבים רבים, אבל היכולת שלנו לשלוט במהירות בדימום חמור במיוחד לא ממש השתפרה", אמר נבזדיק.
יישום אפשרי נוסף הוא לעזור לעצור דימום. לחולים אלה מוכנסים צינורות פלסטיק לכלי הדם שלהם, כמו אלו המשמשים לצנתורים עורקים או מרכזיים ורידים או חמצון ממברנה חוץ גופית (ECMO). במהלך ECMO, מכונה משמשת לשאיבת הדם של המטופל אל מחוץ לגוף כדי לחמצן אותו. הוא משמש לטיפול באנשים עם אי ספיקת לב או ריאות חמורה. הצינור מוחדר בדרך כלל למשך מספר שבועות או חודשים, ודימום במקום ההחדרה עלול לגרום לזיהום.
הפניה: "הדבק בהשראת מסטיק ברנקל לאיטום המוסטטי מהיר ובלתי תלוי בקרישיות" מחברים: Hyunwoo Yuk, Jingjing Wu, Tiffany L. Sarrafian, Xinyu Mao, Claudia E. Varela, Ellen T. Roche, Leigh G. Griffiths, Christoph S. Nabzdyk and Xuanhe Zhao, 9 באוגוסט 2021, Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
החוקרים קיבלו מימון ממרכז MIT Deshpande כדי לעזור להם למסחר את הדבק, שאותו הם מקווים להשיג לאחר מחקרים פרה-קליניים נוספים על מודלים של בעלי חיים. המחקר גם קיבל מימון מהמכונים הלאומיים לבריאות, הקרן הלאומית למדע, והמשרד לחקר הצבא באמצעות המכון לננוטכנולוגיה חייל במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס וקרן צול.
בבקשה, נא למסחר אותו בהקדם האפשרי. אשתי אטמה את הפצע שלי בדבק. עוקץ כמו לעזאזל. ובכן, אולי אני תינוקת, כפי שהיא אמרה בכל פעם שהגישה בקשה.
SciTechDaily: הבית הטוב ביותר של חדשות המדע והטכנולוגיה מאז 1998. התעדכן בחדשות הטכנולוגיה העדכניות ביותר באמצעות דואר אלקטרוני או מדיה חברתית.
המחקר של 6.2 מיליון חולים על ידי קייזר פרמננטה וחוקרי CDC יימשך שנתיים. חוקרים מהמוסדות הרפואיים הפדרליים והקיסרים סורקים רשומות בריאות...