آذرتیتر: پژوهشگران مؤسسه Wyss و Harvard SEAS با ایجاد یک چسب انقلابی که فوری هیدروژل‌ها را به هم پیوند می‌دهد، یک شگفتی پزشکی را رقم زده‌اند.
به گزارش آی‌ای، این نوآوری می‌تواند امکان اتصال بدون درز بافت‌های چاپ‌شده زیستی، آب‌بندی فوری زخم‌های دارای نشت خون و قرار دادن محکم دستگاه‌های کاشتنی را فراهم نماید.
هیدروژل‌ها؛ یک ماده اصلی زیست پزشکی
هیدروژل‌ها مواد همه کاره‌ای هستند که به خاطر شباهتشان به بافت‌های انسانی در بسیاری از کاربردهای زیست پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کاربردها از ارائه دارو تا بهبود زخم‌ها و ساخت بافت‌های جدید را شامل می‌شود.
هیدروژل‌ها بی‌خطر هستند، چون شباهت زیادی به ساختار و شیمی بدن دارند. با این وجود، اتصال سریع و مطمئن این پلیمرهای هیدروژل به همدیگر همواره چالش برانگیز بوده است. روش‌های موجود نیاز به بهبود در قدرت و سرعت دارند که غالبا به فرآیندهای پیچیده و زمان‌بر نیاز دارند.
کیتوزان؛ کلید پیوند فوری هیدروژل
هسته اصلی این نوآوری «کیتوزان» است که یک پلیمر طبیعی است و از پوسته سخت‌پوستان مانند خرچنگ و میگو تهیه می‌شود. این ماده به خاطر زیست‌سازگاری، زیست‌تخریب‌پذیری و ماهیت غیر سمی خود شناخته شده است که آن را به یک نامزد ایده‌آل برای کاربردهای پزشکی تبدیل می‌کند.
پژوهشگران این مطالعه یک لایه نازک از کیتوزان را روی سطوح هیدروژل‌هایی که می‌خواستند به یکدیگر متصل کنند، اعمال کردند. این لایه به سرعت آب هر دو هیدروژل را جذب و باعث شد مولکول‌های قند آن با مولکول‌های پلیمری موجود در ژل‌ها مخلوط شوند.
این اختلاط از طریق نیروهای الکترواستاتیک و پیوند هیدروژنی بین مولکول‌های مختلف، پیوندهای قوی و غیر شیمیایی ایجاد کرد. این پیوندها به طرز شگفت انگیزی قوی بوده و می‌توانند در برابر کشش شدید مقاومت نمایند و هیدروژل‌های متصل را برای اهداف مختلف پزشکی بادوام‌تر و مفیدتر کنند.
مزایا نسبت به روش‌های سنتی
این روش جدید برای پیوند هیدروژل‌ها مزایای قابل توجهی دارد که در زیر به شرح آن می‌پردازیم.
سرعت: برخلاف روش‌های مرسوم که بر واکنش‌های شیمیایی آهسته متکی هستند، رویکرد مبتنی بر کیتوزان، فوری کار می‌کند. این باعث می‌شود که در موقعیت‌های پزشکی که مداخله به موقع بسیار مهم است، مانند حین عمل جراحی بسیار ارزشمند باشد.
استحکام: پیوندهای حاصل از این روش به طرز قابل توجهی قوی‌تر از پیوندهایی هستند که از طریق روش‌های سنتی به دست می‌آیند. این چسبندگی قوی‌تر به قابلیت اطمینان و دوام بیشتر هیدروژل‌های متصل منجر می‌شود.
سادگی: این فرآیند از پیچیدگی‌های روش‌های مرسوم که اغلب شامل واکنش‌های شیمیایی پیچیده یا مواد بالقوه مضر است، اجتناب می‌کند. این رویکرد ساده‌تر، اجرای آن را ایمن‌تر و آسان‌تر می‌کند و عوارض احتمالی را به حداقل می‌رساند.
تطبیق پذیری: این روش اجازه می‌دهد تا هیدروژل‌های هم نوع به خوبی پیوند پیدا کنند. این می‌تواند به طور موثر به لایه‌های مختلف هیدروژل، پلیمرهای مختلف و حتی مواد دیگر بپیوندد و کاربردهای بالقوه خود را به طور قابل توجهی در زمینه‌های مختلف گسترش دهد.
کاربردهای پزشکی
پیوند سریع و کارآمد هیدروژل‌ها، امکانات جدیدی را در زمینه پزشکی فراهم می‌نماید. این مواد ژله مانند که میزان سفتی آنها قابل تنظیم است، به ما اجازه می‌دهند تا آنها را طوری مهندسی کنیم که شبیه خواص مکانیکی بافت‌های خاص باشند. این امر، درهایی را به روی برنامه‌های مختلف پزشکی باز می‌کند.
به عنوان مثال، ما می‌توانیم الکترونیک انعطاف‌پذیر را در این هیدروژل‌ها برای تشخیص‌های پزشکی بر حسب تقاضا بگنجانیم. علاوه بر این، این روش می‌تواند پوشش‌های خودچسب ایجاد نماید که بخصوص برای قسمت‌هایی از بدن که پانسمان آن دشوار است و پزشکان را با مشکل مواجه می‌کند، مفید باشد.
علاوه بر این، توانایی پیوند هیدروژل‌ها یک مانع بالینی مهم به نام چسبندگی‌های جراحی را برطرف می‌کند. این پیوندهای ناخواسته پس از جراحی بین بافت‌ها ایجاد می‌شوند و باعث درد و عوارض می‌شوند.
استفاده از هیدروژل‌های متصل به کیتوزان می‌تواند به طور موثر مانعی بین بافت‌ها در طول جراحی ایجاد نماید و خطر این چسبندگی‌ها را به حداقل برساند. این به بهبود سریع‌تر، کاهش درد و عوارض کمتر بیمار منجر می‌شود.
یافته‌های این مطالعه در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS) منتشر شده است.
منبع: خبرگزاری ایسنا