Naukowcy z Australii i Stanów Zjednoczonych stworzyli unikalny biologiczny „super-klej”, który może skleić brzegi ran i „zszyć” ze sobą najdelikatniejsze i najdelikatniejsze tkanki, takie jak płuca czy tętnice, zgodnie z artykułem opublikowanym w czasopiśmie Science Translational Medicine.
„Potencjał aplikacji tego kleju jest ogromny, począwszy od„ uszczelniania”ran na polu bitwy lub po różnych katastrofach, a skończywszy na różnych skomplikowanych operacjach chirurgicznych w klinikach. Pokazaliśmy, że nasz projekt może pracować w różnych warunkach i może rozwiązać te problemy, których nie można wyeliminować innymi klejami. Jesteśmy gotowi do rozpoczęcia eksperymentów na ludziach i mamy nadzieję, że MeTro wkrótce zacznie ratować życie”- powiedział Anthony Weiss z University of Sydney w Australii.
Jednym z głównych problemów chirurgów sal operacyjnych i wojska na polu bitwy jest to, że wszystkie istniejące metody zatrzymywania krwawienia i usuwania ran mają poważne wady. Na przykład „zszycie” rany szwami chirurgicznymi zajmuje dużo czasu, a zwykły super-klej, najbardziej wygodny i niezawodny środek do przyklejenia ran, jest substancją bardzo toksyczną i delikatną.
W ostatnich latach naukowcy pokładali duże nadzieje w syntetycznych analogach kleju skorupowego, którym przyczepiają się do skał. Substancja ta dobrze działa pod wodą, ale jej siła okazała się zbyt mała, aby skleić ze sobą rozerwaną chrząstkę, więzadła, mięśnie i inne narządy.
Średnio „klej ze skorupiaków” i inne kleje bezpieczne dla organizmu utrzymują klejone powierzchnie około 80-100 razy gorzej niż chrząstki i więzadła przyczepiają się do kości. To sprawia, że są całkowicie bezużyteczne do operacji, ponieważ będą stale otwierać lub pękać podczas gojenia dużych ran.
Sekret tworzenia takiego kleju, według Weissa, był ukryty w ciele samego człowieka. Nasza tkanka łączna składa się z włókien białek elastyny, bardzo mocnej, ale elastycznej substancji, która może się kilkakrotnie rozciągać i jednocześnie zachować swój kształt. Właściwości elastyny, jak zauważyli niedawno naukowcy, mogą się znacznie różnić w zależności od tego, jak splecione są jej cząsteczki.
„Superglue” Australijscy biolodzy pozwalają skleić nawet płuca / Uniwersytet Sydney
Wynika to z faktu, że elastyna składa się z małych „bloków budulcowych” - stosunkowo krótkich cząsteczek białka protoelastyny, które są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie. Badając ich właściwości, Weiss i jego współpracownicy odkryli niedawno, w jaki sposób można zmusić drobnoustroje do wytwarzania tych cząsteczek w dużych ilościach. To skłoniło ich do zastanowienia się - czy możliwe jest użycie protoelastyny do stworzenia „super-kleju”, który nie byłby toksyczny dla organizmu i nie byłby gorszy od tkanek ludzkiego ciała.
Film promocyjny:
Problem polegał na tym, że naukowcy nie wiedzieli, w jaki sposób cząsteczki protoelastyny wiążą się ze sobą i tworzą długie łańcuchy podczas syntezy elastyny w komórkach tkanki łącznej i ludzkiej skórze. Nie spekulowali i nie próbowali szukać odpowiedzi w komórkach ludzi czy zwierząt, ale wynaleźli własną metodę polimeryzacji protoelastyny, mieszając ją z metakrylanem metylu, surowcem do produkcji szkła organicznego.
Substancja ta, jak zauważają naukowcy, jest gęstą, bezbarwną cieczą, jeśli jest przechowywana w ciemnym pomieszczeniu, a po oświetleniu lampą ultrafioletową lub słońcem szybko twardnieje, zamieniając się w elastyczny i półprzezroczysty plastik. Dodając niewielką ilość „płynnej pleksi” do protoelastyny, naukowcy uzyskali rodzaj „super-kleju”, który nie jest toksyczny dla organizmu, a jednocześnie odznacza się dużą elastycznością i wytrzymałością.
„Główną zaletą naszego kleju MeTro jest to, że natychmiast zamienia się w żel w momencie dotknięcia powierzchni skóry, dzięki czemu nie„ ucieka”podczas leczenia ran. Ponadto jego wytrzymałość można zwiększyć, oświetlając ranę światłem ultrafioletowym, dzięki czemu nasz klej może bardzo precyzyjnie i niezawodnie skleić rany”- dodaje Nasim Annabi, chemik z Northeastern University w Bostonie w USA.
Według Annabi i Weiss, ich zespół przetestował ten klej w eksperymentach na myszach i świniach, sklejając uszkodzone tętnice i płuca. W obu przypadkach rana została całkowicie zagojona, zanim klej został całkowicie wchłonięty, a wszystkie operowane zwierzęta przeżyły. Biolodzy mają nadzieję, że wkrótce uzyskają pozwolenie na prowadzenie podobnych eksperymentów na ochotnikach, co utoruje drogę do zastosowania MeTro w praktyce klinicznej.