Команда корейских ученых создала биоадгезивные пластыри, использующие белки мидий для надежной фиксации на влажных поверхностях. Проведенные испытания подтвердили биосовместимость и безопасность разработки, не выявив цитотоксического воздействия. Кроме того, врачи могут модифицировать состав материала для обеспечения более прочного соединения различных органов и тканей.
Адгезия, то есть прилипание молекул различных материалов, находит применение в медицине для ускорения заживления ран. Однако, традиционные адгезивные пластыри часто используются для лечения повреждений на поверхности кожи. Возникают сложности при необходимости скрепления внутренних органов, поскольку молекулы воды препятствуют образованию прочного соединения между тканями. Кроме того, различная подвижность органов требует использования адгезивов с переменной силой сцепления. Также важно, чтобы такие материалы были биосовместимыми и разрушались, не выделяя токсичные вещества.
Корейские медики создали индивидуализированный биоадгезивный пластырь (CUBAP) для использования во влажной среде, основанный на белках мидий и обладающий способностью к сцеплению с влажными поверхностями. Опубликована статья, посвященная этой разработке вышла в журнале Advanced Materials. По словам экспертов, разработка обладает контролируемой биоразлагаемостью и растяжимостью.
Новый пластырь разработан на основе смеси акриловой, полиакриловой и полиметакриловой кислот, а также адгезивных белков, полученных из мидий, которые обладают хорошими соединяются с поверхностями даже в водных условиях. В сухом состоянии CUBAP не обладал адгезивными свойствами, но когда исследователи добавляли к образцам воду, поверхностная энергия вещества увеличивалась.
Содержание метакриловой кислоты в составе CUBAP определяло его гидрофобные свойства, что, по мнению авторов исследования, способно продлить срок службы пластыря в условиях повышенной влажности. Варьирование соотношения кислот также влияло на растяжимость материала и его способность выдерживать максимальное растягивающее напряжение — увеличение акриловой кислоты приводило к повышению адгезионной прочности. Добавление воды к образцам CUBAP изменяло их гибкость и жесткость при сдвиге. Исследователи утверждают, что изменение состава материала позволяет регулировать его растяжимость и другие характеристики, адаптируя пластырь для использования на различных тканях и органах.
В ходе тестирования CUBAP на коже, мышцах, сердце, печени и других органах было установлено, что наиболее сильное сцепление наблюдалось на коже, немного уступая мышцам. На влажных органах свиней — сердце, легких и печени — материал сохранял свои свойства в течение трех дней. Кроме того, CUBAP обладает двусторонней адгезией, что позволяет крепить к нему различные датчики и импланты.
Различный состав CUBAP также оказывал влияние на биоразлагаемость. Результаты тестов показали, что высокая концентрация метакриловой кислоты снижает скорость деградации материала в живых организмах. Другие исследования не продемонстрировали цитотоксического воздействия CUBAP, а испытания на биосовместимость, проведенные на мышах, не выявили признаков воспаления. По мнению исследователей, пластырь потенциально может применяться, в частности, для лечения перфорации мочевого пузыря или дефекта межпредсердной перегородки.
«Это исследование открывает возможности для создания индивидуальных медицинских решений. По словам соавтора статьи Хён Чжуна Ча (Hyung Joon Cha), дальнейшие исследования будут направлены на оптимизацию и совершенствование этого подхода для его успешного использования в различных сферах биомедицины).