211service.com
Plakband om chirurgische incisies te genezen
Onderzoekers van het MIT hebben een rekbare, biologisch afbreekbare tape ontwikkeld die chirurgische hechtingen en nietjes zou kunnen vervangen. De nieuwe plakband zou ook kunnen worden verwerkt tot pleisters voor medicijnafgifte die direct op organen, waaronder het hart, kunnen worden geplaatst. De tape, die is getest bij muizen, breekt langzaam af in het lichaam zonder enige irritatie te veroorzaken.
Weefselband: Een zeer plakkerige tape die hechtingen zou kunnen vervangen, wordt afgebroken in omstandigheden die de binnenkant van het lichaam (bovenkant) nabootsen. De tape, een elastomeer bedekt met pilaren op nanoschaal en biocompatibele lijm, is iriserend (onderaan).
De lijm is geïnspireerd op de poten van gekko's, waardoor de reptielen langs het plafond en langs gladde muren op en neer kunnen lopen. Gekko-tenen zijn plakkerig omdat ze bedekt zijn met miljoenen flexibele nanopilaren, waardoor ze een zeer groot oppervlak hebben. De MIT-tape, die steunt op zowel nanoschaalpijlers als een chemische lijm, is de eerste dergelijke tape die een goede kleefkracht en veiligheid bij dieren vertoont. Het wordt ontwikkeld door instituutsprofessor Robert Langer en Jeffrey Karp , een bio-ingenieur in de Harvard-MIT Division of Health Sciences, in samenwerking met onderzoekers van twee ziekenhuizen in Boston.
De tape is gemaakt van een biologisch afbreekbaar elastomeer dat kan worden geregen met medicijnen. Om de lijm te maken, wordt het vloeibare polymeer gegoten in microgefabriceerde siliconenvormen die zijn voorzien van inkepingen van 200 tot 500 nanometer breed. Het gevormde, geharde polymeer wordt vervolgens spin-coated met een biocompatibele dextranlijm. Wanneer de tape wordt aangebracht, trekken capillaire krachten weefsel in de ruimtes tussen de pilaren, die ook enkele zwakke ladingsaantrekkingen hebben; de dextraanlijm hecht zich aan weefseleiwitten.
Het is een heel sterke lijm, zegt Metin Sitti , universitair hoofddocent werktuigbouwkunde aan de Carnegie Mellon University.
Multimedia
Zie een andere weergave van de band.
Het was een uitdaging om gekkotape te maken die veilig en effectief is voor medisch gebruik, zegt Sitti. De meeste op gekko's geïnspireerde lijmen, zoals die ontworpen zijn om robots te helpen wanden te schalen, zijn ontworpen om te werken op gladde, harde oppervlakken. Voor dit soort toepassingen is het belangrijk dat de tape herbruikbaar is. Medische tape zoals die van Karp hoeft maar één keer te plakken, maar blijft sterk plakken. Het is moeilijk om een hoge kleefkracht op weefsels te krijgen, omdat ze nat, zacht, glad en ruw zijn, zegt Sitti.
Langer en Karp lijken ook een andere valkuil te hebben overwonnen waarmee deze gekkotapes worden geconfronteerd. Sommige lijken erg sterk te zijn als er maar een paar nanopijlers worden getest, maar zijn niet zo sterk als ze op grotere schaal worden getest. (Zie Spoedig geen Spiderman-pak.) Bij testen op varkensdarm en bij muizen hield de MIT-tape stand.
Het voordeel van zo'n tape ten opzichte van de hechtingen en nietjes die traditioneel worden gebruikt om wonden te sluiten, is dat het niet-invasief en gemakkelijk te plaatsen is, zegt Karp. Hechtingen en nietjes doorboren weefsel en kunnen schade veroorzaken die leidt tot necrose. En hechtingen en nietjes moeten heel voorzichtig langs een incisie worden geplaatst. Je moet het weefsel met elke steek opnieuw uitlijnen, zegt Karp. Tape kan in één beweging worden geplaatst, waardoor de tijd dat patiënten op de operatietafel liggen mogelijk wordt verkort. De medische tape kan artsen ook helpen tijdens laparoscopische operaties, die met een kleine scope worden uitgevoerd. Op kleine plekken is het moeilijk knopen te leggen, zegt Karp. Je zou de tape kunnen laten uitvouwen en door de [laparoscopische] naald aanbrengen.
Karp zegt dat een andere toepassing voor de tape zou kunnen zijn om hechtingen en nietjes te versterken die worden gebruikt wanneer een segment van het maagdarmkanaal wordt verwijderd tijdens een maagbypassoperatie. Er zijn lage complicaties, maar lekken zijn catastrofaal, zegt Karp. De tape kan zowel antibiotica als medicijnen vrijgeven die genezing bevorderen.
De MIT-tape zou ook gewoon kunnen werken als een medicijnpleister, zelfs in weefsels die uitrekken en samentrekken, zoals het hart. Het is elastisch, dus het moet bestand zijn tegen de mechanische krachten van het hart, zegt Karp. Na een hartaanval hebben patiënten vaak gebieden met beschadigd weefsel die niet genoeg zuurstof krijgen. Dit kan leiden tot hartfalen. Het injecteren van een stamcelaantrekkende factor in beschadigde delen van het hart stimuleert weefselregeneratie, maar het hart op deze manier doorboren kan gevaarlijk zijn. Karp zegt dat een stukje medische tape deze factoren net zo effectief kan leveren en de patiënt een lager risico kan geven.
Zowel de mechanische eigenschappen van Karp's tape als de afbraaksnelheid kunnen worden afgestemd op verschillende weefsels. Karp zegt dat de volgende stap van zijn team is om met artsen samen te werken om medische toepassingen te identificeren die het meeste baat hebben bij het gebruik van de tape, en vervolgens de tape te ontwikkelen die bij hen past.