Ученые EPFL разработали гель для инъекций, который может прикрепляться к различным типам мягких внутренних тканей и восстанавливать слезы, возникшие в результате несчастного случая или травмы.
Наши мягкие ткани могут быть порваны, например, во время лыжной аварии, автомобильной аварии или аварии дома. И хирурги могут с трудом скрепить ткани вместе, поскольку швы часто приносят больше вреда, чем пользы. По словам Доминика Пиолетти, руководителя лаборатории биомеханической ортопедии инженерной школы EPFL, такие операции не всегда дают оптимальные результаты, потому что восстановленная ткань обычно не заживает должным образом. Это имеет место, например, при разрывах хряща и роговицы.
Исследователи по всему миру в течение многих лет пытались разработать клей для мягких тканей, который мог бы выдерживать естественные нагрузки и напряжения в организме человека. Группа Пиолетти разработала новое семейство инъекционных биоматериалов, которые могут связываться с различными формами мягких тканей. Их биоадгезивы в форме геля могут использоваться в различных приложениях для лечения травм. Их исследование только что было опубликовано в журнале Macromolecular Rapid Communications.
Прилипает как клей
Гидрогель, производимый в LBO, на 85% состоит из воды и имеет два ключевых преимущества: его можно вводить в любую точку человеческого тела, и он демонстрирует высокую внутреннюю адгезию без дополнительной обработки поверхности. "Наш гидрогель отличается тем, что меняет консистенцию, обеспечивая при этом высокую адгезию к мягким тканям," говорит Пейман Карами, постдок из лаборатории Пиолетти, который разработал гель во время своей докторской.D. "Он вводится в жидкой форме, но затем застывает при воздействии источника света, позволяя ему прилипать к окружающим тканям."
Созданный учеными гидрогель имеет совершенно новую конструкцию, которая позволяет независимо контролировать его механические и адгезионные свойства. В результате получился универсальный гидрогель, который врачи могут использовать в качестве клея для мягких тканей по всему телу человека.
"Преимущество наших гидрогелевых соединений заключается в том, что, в отличие от некоторых медицинских клеев, они не мешают химическим реакциям организма, а это означает, что наш гидрогель полностью биосовместим," говорит Карами.
Их гидрогель также обладает уникальными характеристиками рассеивания энергии, которые увеличивают его адгезионные свойства. Карами добавляет: "Нам нужно было достичь механизма адгезии для инъекционных гидрогелей за счет результирующего синергизма между межфазной химией и механическими свойствами гидрогеля. Гидрогель способен рассеивать механическую энергию, возникающую при деформации гидрогеля, поэтому он защищает взаимодействия на границе раздела между гидрогелем и окружающей тканью."
Ограниченный срок службы
Еще одним преимуществом этого гидрогеля является то, что он может нести лекарства или клетки для стимуляции процесса заживления, особенно для таких тканей, как хрящ, которые не регенерируются сами по себе. А поскольку гидрогель является биоразлагаемым, он реабсорбируется в человеческом теле по мере заживления окружающих тканей.
"Наши тесты in vitro показали, что гидрогель связывается со многими различными видами тканей, включая хрящ, мениск, сердце, печень, легкие, почки и роговицу," говорит Пиолетти. "Сделали этакий универсальный гидрогель."
Ученые только что получили грант Innosuisse для изучения потенциальных ортопедических применений в сотрудничестве с хирургами Университетской больницы Лозанны (CHUV). Они надеются, что смогут выпустить свой гидрогель на рынок в течение следующих пяти лет.