Znajdź zawartość

Pracując nad zupełnie innym zagadnieniem, specjaliści ze Szwajcarii i Singapuru uzyskali materiał opatrunkowy, który hamuje krwawienie, nie przywierając do rany. Nie planowaliśmy tego, ale tak czasem działa nauka. Zaczynasz od badania jednej rzeczy, a kończysz z czymś zupełnie innym - mówi prof. Dimos Poulikakos z Politechniki Federalnej w Zurychu. Jego zespół współpracował z naukowcami z Narodowego Uniwersytetu Singapuru przy rozwijaniu i testowaniu materiałów superhydrofobowych. Celem było odkrycie powłok do urządzeń, które będą miały kontakt z krwią, np. do płucoserca czy pompy krwi. Jeden z testowanych materiałów wykazywał niespodziewane właściwości: nie tylko "odpychał" krew (był superhemofobowy), ale i wspomagał proces krzepnięcia. Materiał ten nie nadawał się co prawda na powłokę do pomp krwi itp., lecz akademicy szybko zdali sobie sprawę, że idealnie sprawdzi się jako bandaż czy opatrunek. Superhemofobowe bandaże nie nasiąkną krwią i nie będą przywierać do rany, można je więc będzie łatwo usunąć, unikając wtórnego krwawienia. Dodatkowa opcja wspierania krzepnięcia jest, oczywiście, bardzo cenna. Naukowcy podkreślają, że dotąd nie było materiałów, które by jednocześnie "odpychały" krew i sprzyjały krzepnięciu. Podczas eksperymentów naukowcy wykorzystali bawełnianą gazę i powlekli ją "mieszaniną" złożoną z nanowłókien węglowych i polimeru: poli(dimetylosiloksanu). Testy laboratoryjne pokazały, że w kontakcie z powleczoną gazą krew krzepła w ciągu kilku minut. Nadal nie do końca wiadomo, czemu nowy materiał wyzwala krzepnięcie; zagadnienie to wymaga dalszych badań, ale ekipa podejrzewa, że dzieje się tak wskutek interakcji z nanowłóknami węglowymi. Autorzy artykułu z pisma Nature Communications zademonstrowali również, że materiał ma właściwości antybakteryjne; pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) miały kłopot z przywieraniem do niego. Z nowym superhydrofobowym materiałem możemy uniknąć ponownego otwarcia ran podczas zmiany bandaża. Ponowne otwarcie ran to duży problem. Głównie z powodu ryzyka infekcji, także niebezpiecznymi patogenami szpitalnymi [...] - podkreśla Athanasios Milionis. Politechnika Federalna w Zurychu i Narodowy Uniwersytet Singapuru złożyły już wniosek patentowy. W międzyczasie naukowcy planują udoskonalić/zoptymalizować rozwiązanie. By potwierdzić jego bezpieczeństwo, najpierw przeprowadzą badania na większych zwierzętach, a potem na ludziach (na razie prowadzono testy na szczurach). « powrót do artykułu

Bandaż sprzyjający zrastaniu kości? Czemu nie. Takie właśnie rozwiązanie przetestowali na myszach naukowcy z Duke University. Bandaż wychwytuje i przetrzymuje w miejscu złamania sprzyjającą gojeniu adenozynę. Podczas testów bandaż pomagał przyspieszyć tworzenie kostniny oraz waskularyzację (unaczynienie) gojącego się złamania. W 2014 r. prof. Shyni Varghese sprawdzała, w jaki sposób biomateriały z fosforanu wapnia sprzyjają naprawie i regeneracji kości. Naukowcy z jej laboratorium odkryli, że ważną rolę w pobudzaniu wzrostu kości odgrywa adenozyna. W toku dalszych badań Amerykanie stwierdzili, że organizm "zalewa" okolice gojącego się złamania adenozyną. Niestety, te miejscowo wysokie stężenia są szybko metabolizowane. Varghese zaczęła się więc zastanawiać, czy podtrzymanie dużych poziomów adenozyny może wspomóc proces gojenia. Najpierw należało jednak rozwiązać pewien problem. Adenozyna występuje w niskich stężeniach w całym organizmie i odpowiada za wiele ważnych funkcji, które nie mają nic wspólnego z gojeniem kości. By uniknąć niechcianych skutków ubocznych, musieliśmy znaleźć sposób na zatrzymanie adenozyny w okolicy urazu, w dodatku w odpowiednim stężeniu. Mając to na uwadze, Varghese i Yuze Zeng zaprojektowali bandaż nakładany bezpośrednio na miejsce złamania, który zawiera sekwestrujące adenozynę cząsteczki boronianów. Później adenozyna jest powoli uwalniania (nie akumuluje się w innych miejscach). W ramach najnowszego studium wykazano, że porowate biomateriały z boronianami są w stanie "przechwycić" miejscowy napływ adenozyny po urazie. Następnie bandaże wychwytujące adenozynę gospodarza i bandaże wysycone adenozyną testowano u myszy ze złamaniem kości piszczelowej. Po ponad tygodniu u myszy z oboma rodzajami bandaży gojenie zachodziło szybciej niż u gryzoni z grupy kontrolnej (z bandażem bez adenozyny). Po 3 tygodniach u wszystkich zwierząt obserwowano gojenie, ale u myszy z bandażami terapeutycznymi proces tworzenia kości przebiegał sprawniej, widać też było większą objętość kości i lepszą waskularyzację. Autorzy artykułu z pisma Advanced Materials podkreślają, że wyniki pokazały, że sprawdzają się zarówno bandaże wychwytujące adenozynę gospodarza, jak i bandaże wcześniej nią wysycone. Można to będzie wykorzystać w leczeniu złamań związanych ze starzeniem i osteoporozą. Nasze wcześniejsze badania wykazały, że po złamaniach pacjenci z osteoporozą nie wytwarzają adenozyny. Teraz wyniki wstępnych testów sugerują, że opisywane bandaże mogą pomóc w dostarczeniu adenozyny potrzebnej do naprawy i uniknięciu ewentualnych skutków ubocznych - wyjaśnia Yuze. Varghese i Yuze snują plany dotyczące zastosowań. Myślą np. o bandażu, który po spełnieniu swojej roli (wygojeniu złamania) rozkładałby się w organizmie. W przypadku pacjentów z osteoporozą bandaże były zaś trwałe. Umieszczano by je w miejscach nawracających złamań i w razie potrzeby napełniano adenozyną. Amerykanom marzy się też żel (lubrykant) z adenozyną, który pomagałby zapobiegać urazom kości związanym z operacjami rekonstrukcji stawów czy wszczepianiem innych implantów. Mówiąc o przyszłości, naukowcy podkreślają, że czeka ich jeszcze dużo pracy. Bandaże muszą zostać ulepszone, tak by skuteczniej wychwytywać i przetrzymywać adenozynę. Musimy też, oczywiście, sprawdzić, czy uzyskamy podobne wyniki podczas badań na ludziach i czy bandaże nie będą wywoływać skutków ubocznych. « powrót do artykułu

Amerykanie opracowali bandaż, który stymuluje i kieruje wzrostem naczyń krwionośnych na powierzchni rany. Bandaż, nazywany pieczęcią mikrowaskularną, zawiera żywe komórki, które dostarczają czynniki wzrostu do uszkodzonych tkanek według z góry zaplanowanego wzorca. Po tygodniu wzór pieczątki znajduje już odzwierciedlenie w układzie naczyń. Wszystkie rodzaje tkanek, jakie chcielibyśmy odbudować, z kośćmi, mięśniami czy skórą włącznie, są bardzo unaczynione. Jednym z większych wyzwań w odtwarzaniu sieci waskularnej jest metoda kontrolowania wzrostu i rozmieszczenia przestrzennego nowych naczyń - podkreśla prof. Hyunjoon Kong z University of Illinois. Inni badacze umieszczali czynniki wzrostu w materiałach do pokrywania ran. Akademicy z Illinois jako pierwsi zastosowali w pieczęci żywe komórki, które zapewniają dostawy czynników wzrostu stale i w ukierunkowany sposób. Pieczątka ma szerokość ok. 1 cm. Utworzono ją z warstw poli(tlenku etylenu). Ponieważ jest porowata, mogą przez nią przepływać różne cząsteczki. Kanaliki kierują ruchem większych molekuł, np. czynników wzrostu. Zespół Konga testował pieczątkę na kurzym embrionie. Po tygodniu udało się uzyskać żądany wzorzec naczyń. Gdzie będzie można zastosować wynalazek naukowców? Jak sami twierdzą, do utworzenia obejścia zaczopowanego naczynia czy zwiększenia unaczynienia tkanek ze słabym przepływem krwi.

Odtwarzając właściwości stóp gekona, naukowcy amerykańscy opracowali wodoodporny, doskonale przylegający do tkanek bandaż. Przyda się on chirurgom oraz do opatrywania ran. Nad bandażem pracowało wielu badaczy, m.in. profesor Robert Langer z MIT i Jeff Karp z Harvard Medical School. Został on wykonany z tzw. biogumy. Do wyrzeźbienia powierzchni bandaża (mikrodolin i górek) wykorzystano technologię komputerową. Dzięki takiej strukturze materiał lepiej przylega do znajdujących się pod spodem powierzchni. Inne ekipy pracowały nad gekonopodobnymi klejami, które nadają się do stosowania w warunkach niskiej wilgotności. W odróżnieniu od nich, bandaż z biogumy może być wykorzystywany przy dużej wilgoci, np. w sercu, pęcherzu moczowym albo płucach. Jest biodegradowalny, dlatego można go bez obaw pozostawić w organizmie pacjenta (Proceedings of the National Academy of Sciences). Jest duże zapotrzebowanie na materiały medyczne wzorowane na taśmie klejącej – twierdzi Karp. Muszą one jednak spełniać kilka warunków. Po pierwsze, powinny zachowywać lepkość w wilgotnym otoczeniu. Po drugie, nie mogą wywoływać stanów zapalnych ani być toksyczne. Aby bandaż przylepiał się do "mokrych" tkanek, uczeni dodali warstwę kleju na bazie cukru. Podczas eksperymentów na próbkach jelit świń bandaż z klejem przylegał dwukrotnie silniej niż materiał bez wytłoczeń. Langer wymienia kilka pól zastosowań swojego wynalazku. Z pewnością przyda się on, by zapobiec "przeciekaniu" po wykonaniu pomostów omijających w przewodzie pokarmowym. Może także wspomagać lub zastępować szwy. Jest to również dobry sposób dostarczania leków i komórek w określone miejsce.

Profesorowie Daniel Smith i Darrell Reneker z University of Akron w stanie Ohio prowadzą testy kliniczne bandaża, który jest w stanie znacznie skrócić czas gojenia się ran. Bandaż zbudowany jest z ultracienkich włókien polimerowych, które powoli dozują lekarstwo bezpośrednio do rany. Naukowcy zapewniają, że ich bandaż jest tani w produkcji, elastyczny, lekki i łatwo dostosowuje się do różnych kształtów i nie przykleja się do rany. Z bandażu uwalniany jest tlenek azotu, który zabija drobnoustroje i łagodzi stany zapalne. Testy kliniczne prowadzone są w Kolumbii, a poddane są nim osoby cierpiące na jedna z chorób pasożytniczych, powodowanych ugryzieniem muchówki z rodziny moskitów. Rany spowodowane ugryzieniami goją się przez całe miesiące i pozostawiają widoczne blizny. Nieleczona chroba prowadzi do infekcji nerek. Prowadzone testy wykazały, że okres gojenia się ran owiniętych bandażem goją się w ciągu 12 dni. Ponadto organizm pacjenta nie jest obciążany podawanymi przez wiele miesięcy lekami. Naukowcy mają nadzieję, że tak obiecujące wyniki testów skłonią FDA (Federal Drug Agency – Federalna Agencja Leków) do szybkiego wydania zgody na sprzedaż bandaża na terenie USA. Jeśli tak się stanie, produkcja na pełną skalę mogłaby ruszyć już w 2008 roku. Uczeni testują również bandaże przydatne przy leczeniu wrzodów u chorych na cukrzycę. W najbliższej przyszłości przygotowane zostaną również bandaże przydatne w chirurgii dentystycznej i sercowo-naczyniowej.