China menemukan lem biologis, yang dapat menutup luka jantung dalam 20 detik
Sebuah tim yang dipimpin oleh Fakultas Kedokteran Universitas Zhejiang dan Pusat Teknik Jaringan Universitas Zhejiang, Profesor Ouyang Hongwei, telah mengembangkan "bioglue" baru yang suatu hari nanti dapat mencegah pendarahan di jantung dan arteri.
Terbitan terbaru jurnal Nature Communications menerbitkan laporan penelitian ini.
Sealant yang menyelamatkan nyawa ini ditempatkan pada luka terbuka dan diaktifkan oleh sinar ultraviolet untuk dengan cepat berubah menjadi hidrogel non-toksik yang dapat menahan denyut nadi permukaan halus dan jaringan jantung.
Sealant adhesif belum diuji pada organ manusia, tetapi bila digunakan pada babi dan kelinci, kinerjanya lebih baik daripada jahitan atau lem bedah lain yang tersedia saat ini.
Adhesi luka hati babi berdarah
Profesor Ouyang Hongwei berkata bahwa bukti konsep paling baik diamati secara real time. Gambar di atas menunjukkan bahwa bio-glue ditempelkan pada luka liver yang berdarah, dan terlihat lemnya mengering di bawah sinar ultraviolet. Akhirnya, erupsi darah merah berhasil dicegah.Seluruh proses memakan waktu kurang dari setengah menit.
Profesor Ouyang Hongwei berkata: Ini adalah pertama kalinya perdarahan bertekanan tinggi dihentikan dengan cepat di lubang penetrasi jantung dengan diameter 6 mm, dan luka dapat ditutup dengan stabil dalam waktu 20 detik hanya dengan menggunakan gel matriks tanpa jahitan. Meskipun ada beberapa Bahan serupa lainnya, tetapi banyak juga yang mengandung bahan kimia berbahaya, yang mungkin memerlukan jahitan tambahan setelahnya.
Selama operasi pada kelinci, gel yang diaktifkan cahaya ini dapat menghentikan hepatektomi dan pendarahan irisan arteri femoralis dalam beberapa detik.
Selama operasi babi, gel yang diaktifkan cahaya menutup arteri karotis yang tertusuk dalam satu menit dan juga memperbaiki lubang di dinding jantung.
Gel yang diaktifkan dengan cahaya ini dapat menahan tekanan darah hingga 290 mmHg, yang jauh lebih tinggi daripada tekanan darah yang biasanya ditangani oleh sebagian besar dokter dan perawat, dan jauh lebih banyak daripada yang dapat ditangani oleh lem lainnya.
Lebih penting lagi, karena didasarkan pada struktur jaringan ikat manusia, matriks ekstraseluler lem ini kompatibel dengan organ dalam dan arteri, sehingga lebih mudah untuk terikat dengan arteri dan dinding jantung.
Ketiga babi percobaan selamat dari operasi jantung yang mengancam jiwa. Setelah dua minggu lebih dibesarkan, mereka bahkan menunjukkan tanda-tanda penyembuhan alami, hampir tanpa peradangan.
Profesor Ouyang Hongwei
Profesor Ouyang Hongwei berkata: "Hidrogel juga secara efektif menutup luka jantung setelah dua minggu. Hampir tidak ada nekrosis dan peradangan minimal pada permukaan luka yang diwarnai oleh bagian patologis, yang menegaskan biokompatibilitas yang sangat baik dari matriks hidrogel."
Meskipun hati babi memiliki ukuran yang serupa dengan hati manusia, tim peneliti sekarang perlu membuktikan bahwa temuan mereka dapat sepenuhnya melayani lingkungan klinis.
Profesor Ouyang Hongwei percaya bahwa gel yang diaktifkan dengan cahaya ini dapat digunakan dalam operasi manusia dalam 3 hingga 5 tahun ke depan.
Prospek penerapan operasi lem-bio dan situasi darurat sangat menarik, dan ini adalah tujuan yang diperjuangkan oleh banyak perusahaan besar di dunia.
Perdarahan yang tidak terkontrol setelah trauma atau selama operasi adalah penyebab utama kematian di seluruh dunia, terutama perbaikan pecahnya aorta dan intervensi perdarahan jantung dari luka tembus jantung merupakan tantangan bedah yang sangat sulit. Saat ini, jahitan bedah adalah satu-satunya metode klinis untuk menutup ruptur aorta dan luka jantung. Namun, metode ini tidak dapat dilakukan di luar ruang operasi dan tidak dicoba dalam kebanyakan situasi darurat.
Dengan kemajuan ilmu material, banyak reagen kimia eksperimental telah diuji untuk menutup luka dengan cepat, seperti lem fibrin, gelatin, kolagen, selulosa teroksidasi, zeolit, peptida, polimer, dan hidrogel. namun, Tak satu pun dari bahan-bahan ini cocok untuk hemostasis dan penyegelan trauma aorta dan jantung karena sifat hemostatiknya yang lambat, adhesi yang buruk pada permukaan jaringan basah, dan mekanisme adhesi yang lemah atau tidak fleksibel. .
Secara khusus, hemostasis jantung dan arteri yang cepat membutuhkan adhesi yang cepat dengan adanya aliran darah yang terus menerus, adhesi yang kuat antara dinding dan permukaan jaringan basah, menjaga kekuatan mekanik tekanan darah yang tinggi dan biokompatibilitas yang baik untuk regenerasi jaringan. Namun, mengikat permukaan jaringan yang basah dan dinamis sangat sulit. Cyanoacrylate (CA) adalah perekat kuat yang telah dipelajari untuk anastomosis vaskular, namun bersifat sitotoksik dan tidak dapat menempel pada permukaan basah karena akan segera sembuh setelah terpapar air. Meskipun beberapa penelitian telah melaporkan bahwa polimer buatan lainnya dapat melekat pada permukaan jaringan basah, aplikasi klinisnya terbatas karena waktu gel yang lama, produk degradasi yang tidak fleksibel atau beracun.
Dalam arti tertentu, Profesor Ouyang Hongwei dan rekan-rekannya menciptakan jantung yang setara: lem unik yang dapat mengikat hati yang licin dengan cara tertentu.
Struktur kimia dan sifat mekanik gel fotoaktif
Ini adalah produk perekat jaringan bionik, yang dapat dipolimerisasi dan direkatkan dalam beberapa detik, dan akan terikat kuat ke permukaan jaringan biologis basah setelah diaktifkan oleh sinar UV.
Desainnya terinspirasi oleh komposisi matriks ekstraseluler jaringan ikat biologis. Mereka biasanya terdiri dari kolagen (10-15%), glikosaminoglikan (3-6%) dan air (70-80%), dan memiliki sifat biomekanik yang kuat dan fleksibel.
Kekuatan adhesi hidrogel adalah salah satu faktor terpenting untuk hemostasis jantung dan arteri, karena hidrogel perlu melekat dengan cepat untuk mencegah perdarahan di bawah tekanan darah arteri. Perekat harus membentuk ikatan yang kuat dengan substrat, dan komposisi bahan perekat ditambah substrat harus menghilangkan energi melalui histeresis. Tes tekanan ledakan mungkin merupakan tes kemanjuran utama yang berkaitan dengan penyelidikan kemampuan hidrogel ini untuk menahan tekanan darah sementara dengan cepat menempel pada dinding jaringan untuk menutup pecahnya.
Perbandingan adhesi dan ketahanan tekan beberapa hidrogel dan perekat bedah yang tersedia secara komersial
Pada gambar di atas, kemampuan beberapa hidrogel dan perekat bedah yang tersedia secara komersial untuk menempel pada permukaan organisme percobaan dan menahan tekanan pecah dibandingkan. Hidrogel terbentuk secara in situ pada permukaan basah kulit usus babi, menutupi lubang berdiameter 2mm di ruang yang terhubung ke pompa jarum suntik dan diisi dengan larutan fosfat buffered saline (PBS). Tiga puluh detik setelah penyinaran UV, hidrogel dipolimerisasi, dan pompa jarum suntik mulai memompa PBS dan memberikan tekanan ke lubang penyekat hidrogel (Gambar 2a di atas). Gambar 2b di atas menunjukkan bahwa tekanan burst yang diukur dari GelMA / HA-NB dengan LAP adalah 155 ± 27mm Hg, yang jauh lebih tinggi dari GelMA / HA-NB tanpa LAP (38 ± 4mmHg) dan dengan LAP (31 ± 7mmHg) GelMA. Tekanan burst GelMA / HA-NB dengan penutup casing LAP secara signifikan lebih tinggi dari tekanan sistolik normal (120mm Hg), yang akan menjadikannya sealant yang menjanjikan untuk hemostasis.
Uji kemampuan hemostatik in vivo pada operasi percobaan kelinci dan babi
Uji kemampuan hemostatik secara in vivo dilakukan pada operasi percobaan kelinci dan babi. Dalam tes bedah kelinci, gel matriks dapat mencegah reseksi hati dan sayatan arteri femoralis dalam hitungan detik. Kehilangan darah setelah penyegelan hidrogel secara signifikan lebih rendah daripada kelompok kontrol dan kelompok perlakuan luka lem fibrin. Selama operasi percobaan babi, tusukan 4 ~ 5 mm diproduksi di arteri karotis, menyebabkan darah arteri mengalir dari tusukan. Kemudian gunakan forsep hemostatik untuk menjepit pembuluh darah dan oleskan hidrogel, lalu menyinari sinar UV selama 3 sampai 5 detik. Setelah 30 detik (pencegahan konservatif untuk menyelesaikan polimerisasi), forsep hemostatik dilepas dan tidak ada kebocoran darah lebih lanjut yang diamati. Karena edema pembuluh darah dan jaringan yang disebabkan oleh cedera, aliran volume pasca operasi berkurang; namun, laju aliran volume yang diukur menunjukkan bahwa integritas sistemik aliran darah tetap terjaga (Gambar 3 di atas).
Sifat hemostatik gel matriks
Gambar di atas menunjukkan sifat hemostatik gel matriks dalam model cedera tusukan jantung babi. a adalah diagram skematik operasi. b adalah pengamatan keseluruhan dari hemostasis cepat dan penyegelan setelah cedera tusukan jantung: bagian pudendal dari ventrikel jantung babi ditusuk oleh jarum 6 mm (diameter dalam), yang menyebabkan keluarnya darah bertekanan tinggi segera, dan kemudian terus mengeluarkan darah setelah jarum dicabut. Kemudian, matriks gel disuntikkan untuk menutupi lubang darah dan segera disinari dengan sinar ultraviolet UV. Setelah polimerisasi imbas UV yang cepat, perdarahan berhenti sepenuhnya dalam 10 detik (empat operasi eksperimental dilakukan). c adalah mikrograf elektron pemindaian antarmuka antara luka tusukan jantung babi dan hidrogel. Bagian ini berasal dari otopsi jantung babi segera pasca operasi dan mati segera setelah pengobatan hemostasis berhasil. d adalah gambar otopsi jantung setelah 2 minggu pemulihan pasca operasi. Hidrogel masih menempel pada luka, dan tidak ada celah antara gel dan jaringan, yang menunjukkan bahwa adhesi yang kuat terus berlanjut pada antarmuka penyembuhan. e adalah gambar yang diwarnai dari antarmuka antara jaringan jantung babi dan gel matriks setelah 2 minggu pemulihan pasca operasi.
- Sepakat! Guangdong perlu meliberalisasi kebijakannya, akan lebih mudah untuk membeli mobil di masa depan!
- "Pertempuran" di hutan tropis: Korps Polisi Bersenjata Hainan melakukan pelatihan ekstrim untuk "Minggu Iblis"
- Ini adalah satu-satunya orang yang telah berulang kali berjuang dan menang di saham-A, yang mahir dalam strategi "kembali ke emas lima baris tanpa berubah" (dengan kode sumber formula).
- Kolom pengukur adalah simbol kekuatan utama: Yang memenangkan entri, Yin menang, Yang tunggal, entri tebal, hanya 12 karakter, tetapi itu adalah inti dari volume perdagangan
- Hadiah untuk penangkapan! Jika Anda menemukan orang-orang ini, segera laporkan! Menangkap satu orang bisa memberi hadiah 10.000 yuan
- Papan kedua menentukan yang terdepan! Stokis veteran akan mengajari Anda cara menangkap saham terkemuka, datang dan cari tahu!