Technologia z uniwersum sci-fi Star Trek nadal przenika nasze prawdziwe życie. Czytaliśmy już o trikorderze medycznym, słyszeliśmy o rozwoju napędu warp i ocenialiśmy drukarki spożywcze. Teraz przyszedł czas na „regenerator skóry” - małe urządzenie, które może leczyć rany i oparzenia oraz przywracać pierwotną strukturę tkanki naskórka. Naukowcy z University of Arizona, pod kierownictwem Kaushal Rege, właśnie opracowują podobne urządzenie.
W artykule opublikowanym w czasopiśmie Advanced Functional Materials naukowcy donoszą o udanej odbudowie uszkodzonych tkanek skóry zwierząt przy użyciu nanocząstek jedwabiu i złota za pomocą wiązek laserowych. W ramach testu eksperymentalnego technologia umożliwiła szybkie wyleczenie uszkodzonych tkanek miękkich jelita wieprzowego, a także uszkodzonego obszaru skóry myszy. Naukowcy zauważają, że w przypadku jelita wieprzowego utworzona blizna, łącząca dwa obszary uszkodzonej tkanki, była prawie siedmiokrotnie silniejsza niż przy konwencjonalnym szyciu rany.
Naukowcy zauważają, że rany ponownie otwierają się za pomocą konwencjonalnych metod naprawy, takich jak szwy, klej medyczny i zszywki, co spowalnia naprawę tkanek. Ich rozwój obiecuje wyeliminowanie tego problemu.
Od lewej do prawej: Porównanie stanu rany po zastosowaniu konwencjonalnego szwu, kleju medycznego i lasera w dniach 0 i 2 po urazie.
W przypadku stosowania „gojącej” wiązki lasera należy skupić się na miejscu rany. W rzeczywistości wiązka niczego nie leczy, wywołuje jedynie reakcję, która prowadzi do szybkiego gojenia się ran. Naukowcy wykorzystują złote nanorurki osadzone w matrycy białkowej jedwabiu pobranej z kokonów jedwabnika jako materiał wiążący. Po umieszczeniu na skórze białko zwane fibroiną tworzy wiązanie z kolagenem, białkiem, które stanowi podstawę tkanki łącznej między komórkami skóry. Poddane działaniu bliskiej podczerwieni promieniowaniu w nanorurkach złota wytwarzają ciepło, które powoduje, że białko jedwabiu tworzy nowe wiązania komórkowe, tworząc w ten sposób silne wiązanie między uszkodzonymi obszarami.
Zastosowana długość lasera bliskiej podczerwieni to około 800 nanometrów. To wystarczy, aby podgrzać nanocząsteczki złota bez powodowania jakichkolwiek uszkodzeń skóry.
Twórcy stworzyli dwa rodzaje uzdrawiającego „uszczelniacza”: jeden dla wilgotnego środowiska, które nie wchłania wody, a drugi dla suchego środowiska trawionego wodą. Pierwsi naukowcy testowali podczas gojenia tkanki jelitowej świni. Po zastosowaniu środka leczniczego naukowcy zauważyli, że tkanka w miejscu gojenia była siedmiokrotnie silniejsza niż w przypadku konwencjonalnych szwów i kleju medycznego. Według Ghosha naprawiona tkanka funkcjonuje w całkowicie normalny sposób, podobnie jak nienaruszona tkanka.
Film promocyjny:
Następnie naukowcy przetestowali środek leczniczy działający w suchym środowisku, nakładając go na skórę laboratoryjnego gryzonia. Po nałożeniu pasty na nacięcie i sprawdzeniu rany po 2 dniach naukowcy zauważyli znacznie wyższą skuteczność gojenia w porównaniu z aparatem ortodontycznym i klejem medycznym. Ponadto sam proces aplikacji i uruchomienia zajął bardzo mało czasu - około czterech minut.
Ponieważ światło bliskiej podczerwieni może wnikać głęboko w tkanki, Ghosh i jego koledzy mają nadzieję, że w przyszłości wykorzystają swoją technologię do naprawy naczyń krwionośnych i kanałów nerwowych - tkanek zwykle znajdujących się głęboko pod skórą, których naprawa trwa znacznie dłużej niż normalna tkanka.
Naukowcy uważają, że koszt materiału jedwabno-złotego nie będzie nadmiernie wysoki, a główne koszty ośrodków medycznych w tym przypadku spadną na sprzęt laserowy.
Obecnie naukowcy obserwują, jak aktywowany laserowo uszczelniacz medyczny zachowuje się u żywych szczurów. Jeśli testy zakończą się sukcesem, naukowcy przejdą do świń, a następnie do ludzi.
Nikolay Khizhnyak