Клей для сердца

Новый клеящий материал позволяет поставить прочную и эластичную заплатку даже на работающее сердце.

Чтобы закрыть рану, хирурги, кроме специальных игл и ниток, используют еще и клей, тоже специальный. Часто хирургические клеи делают на основе цианоакрилата, который малотоксичен, легко прилипает к живым тканям и быстро полимеризуется и твердеет. Однако новый клеящий материал, описанный в Science, по словам авторов статьи, по многим параметрам превосходит все прочие медицинские клеящие средства.

Гидрогелевая заплатка на сердце. (Фото: Jianya Li, Adam D. Celiz, David J. Mooney / Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.)
Темный слизень Arion subfuscus. (Фото: Distant Hill Gardens / Flickr.com.)
Гидрогелевая заплатка на сердце. (Фото: Jianya Li, Adam D. Celiz, David J. Mooney / Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.)
Темный слизень Arion subfuscus. (Фото: Distant Hill Gardens / Flickr.com.)


Исследователи из Института Вайсса при Гарвардском университете сделали аналог вещества, которое выделяет темный слизень Arion subfuscus. Его слизь состоит из длинных полимеров, связанных двумя типами связей: ковалентными и ионными.

Как известно, ковалентная связь, когда атомы передают электроны как бы в совместное владение друг другу, прочнее, чем ионная связь, когда один атом просто отдает электроны другому. Такое сложное химическое устройство делает слизь этого моллюска одновременно эластичной и прочной – оторвать слизня, приклеившегося к субстрату, довольно непросто.

Искусственный аналог представляет собой двуслойный гидрогель, в котором альгинатно-полиакриламидная основа поддерживает клеящий слой, состоящий из положительно заряженных молекул. Молекулы эти проникают в биологическую ткань, притягиваются к клеткам за счет электростатических сил и дополнительно связываются с ними за счет ковалентных связей – в результате клей оказывается довольно прочным.

Эластичность же придает та самая основа: клеящие молекулы частично погружены в нее, и, когда на склеенную поверхность действуют механические силы, они передаются именно в поддерживающий слой – некоторые связи, объединяющие молекулы первого и второго слоя, разрушаются, но в целом вся полимерно-клеевая заплатка растягивается, но не рвется.

По словам исследователей, их клей выдерживает в три раза большее напряжение, чем все прочие материалы подобного рода, и может растягиваться в 14 раз, а если разрывы все-таки в какой-то момент случаются, то гидрогель, хотя и разорванный, не отклеивается от поверхности.

Гидрогелевый пластырь испытали на свиньях, у которых склеивали самые разные органы и ткани: кожу, хрящи, кровеносные сосуды, печень и живое сердце – и на работающем сердце заплатка нормально держалась, даже если ее приклеивали к поверхности, залитой кровью.

В экспериментах с крысами удалось показать, что новый клей останавливает кровотечение ничуть не хуже, чем прочие клеи. Более того, если при использовании обычных клеящих материалов порой случается отмирание тканей с появлением рубцов, то с новой «слизеобразной» заплаткой ничего такого не случалось – тканям она никак не вредил.

Конечно, тут еще предстоят клинические испытания, но есть надежда, что в скором времени внешние и внутренние повреждения медики смогут склеивать более надежным и более безопасным клеем.

29 Июля 2017

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

Читайте также:

Сердце на «липучке»

Сердце на «липучке»Клетки сердца, соединённые полимерной застёжкой-«липучкой», работают как одно целое.

Читать целиком

Случайная статья

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки