محققان دانشگاه کلرادو بولدر با الهام از کرمها، هیدروژل جدیدی تولید کردهاند که به عنوان یک بانداژ داخلی عمل میکند. این هیدروژل میتواند برای ترمیم قلب آسیبدیده، تثبیت دیسکهای ستون فقرات و تحویل دارو به کار رود.
به گزارش تکناک، این ماده جدید با استفاده از یک روش چاپ سهبعدی جدید به نام CLEAR تولید شده، که انعطافپذیر، قوی و چسبنده به بافتها است و میتواند برای نیازهای خاص هر بیمار سفارشیسازی شود.
این مواد میتوانند قسمتهای نشتی قلب را وصله کنند یا دیسکهای ستون فقرات را تثبیت نمایند.
تاکنون استفاده از ژلهای غنی از آب یا همان هیدورژلها توسط دانشمندان به عنوان راهی برای التیام آسیبهای مغزی و زخمهای مزمن، جایگزین غضروف که عملکرد مناسبی دارد و جلوگیری از خونریزی ناشی از زخم های وارده، مورد مطالعه قرار گرفته است. اما علیرغم ترکیب لاستیکی آنها، ژلها امکان دارد زمانی که روی اندامهای قوی مانند قلب اعمال شوند، یا برای مهار نیروهای بین استخوانها مورد استفاده قرار گیرند، تجزیه شوند. همچنین آنها میتوانند بسیار سفت باشند.
جیسون بوردیک، استاد مهندسی شیمی و بیولوژیکی در دانشگاه کلرادو در این زمینه گفت: «تصور کنید که یک پلاستیک سفت و سخت به قلب خود بچسبانید. زمانی که قلب میتپد، این پلاستیک تغییر شکل نمیدهد و میشکند.»
بوردیک و همکارانش به دنبال ایجاد یک هیدروژل پزشکی بهتر، به کرمها روی آوردند. آنها به طور خاص به روشی نگاه کردند که در آن گروهی از کرمها خود را در توپهایی که خواص جامدات و مایعات را تقلید میکنند، در هم میپیچند و سپس خود را باز میکنند. دانشمندان این الگو را در مهندسی مولکولی به کار بردند و مادهای را ایجاد کردند که مولکولهایی شبیه کرمها در یک توپ دارد و به نام الگوی درهمتنیدگی شناخته میشود.
آنها سپس یک روش چاپ سهبعدی جدید به نام CLEAR برای تولید مواد با استفاده از مولکولهای درهمتنیده ایجاد کردند. نتیجه یک ماده شبکهمانند است که بسیار قوی و در عین حال انعطافپذیر و بسیار شبیه به بافتهای قویتر در بدن انسان میباشد.
همچنین این ماده جدید به خوبی به بافتها و اندامهای انسان میچسبد و آن را به مادهای بسیار جذاب برای استفاده پزشکی تبدیل میکند. به عنوان مثال، میتوان آن را روی یک عضو قرار داد تا آن را ترمیم کند، یا دارو را تحویل دهد، یا به عنوان بخیه بدون سوزن استفاده شود، همچنین میتواند دیسکهای برآمده در ستون فقرات را مهار کند.
مت دیویدسون، نویسنده اول این مطالعه نیز عنوان کرد: «ما اکنون میتوانیم مواد چسبندهای را چاپ سهبعدی کنیم که به اندازه کافی قوی هستند تا بافت را به صورت مکانیکی پشتیبانی کنند. ما در گذشته هرگز نتوانسته بودیم این کار را انجام دهیم.»
از آنجایی که این ماده به صورت سهبعدی پرینت شده است، میتواند برای نیازهای هر بیمار خاص نیز به طور شخصیسازی طراحی شود. محققان اکنون برای ثبت اختراع این ماده در تلاش هستند و برای تحقیقات آینده برنامهریزی کردهاند تا ببینند بافتهای انسانی چگونه به حضور آن واکنش نشان خواهند داد. همچنین این تیم میگوید که روش جدید پرینت سهبعدی میتواند کاربردهایی خارج از پزشکی داشته باشد.
آبیشک دهند، یکی از محققان این مطالعه بیان کرد: «این یک روش پردازش سهبعدی ساده است که دانشمندان میتوانند در نهایت در آزمایشگاههای خود، همچنین در صنعت برای بهبود خواص مکانیکی مواد برای کاربردهای مختلف استفاده کنند.»
این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.
