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I condimenti adesivi di Bioinspired hanno potuto accelerare la guarigione della ferita

Tagli, raschiature, bolle, ustioni, schegge e forature - ci sono vari modi che la nostra interfaccia può essere rotta. La maggior parte dei trattamenti per le ferite dell'interfaccia comprendono semplicemente collocare una barriera sopra loro (solitamente una fasciatura adesiva della garza) per tenerla umida, limitano il dolore e diminuiscono l'esposizione ai microbi contagiosi, ma attivamente non assistono nel trattamento curativo. Le fasciature più specializzate che possono riflettere gli aspetti di guarigione quale il pH e la temperatura e consegnare le terapie ad un sito della ferita è stata sviluppata negli ultimi anni, ma essi sono complesse fabbricare, costoso e difficile personalizzare, limitando il loro potenziale per uso molto diffuso.

Ora, un nuovo, approccio evolutivo ad accelerare la ferita che guarisce è stato sviluppato in base agli idrogel calore-rispondenti che sono meccanicamente attivi, elastici, duri, altamente adesivo ed antimicrobico: condimenti adesivi attivi (AADs). Creato dai ricercatori all'istituto di Wyss per assistenza tecnica biologicamente ispirata alla Harvard University, il John A. Paulson School per l'organizzazione e scienze applicate (MARI) e la McGill University, AADs di Harvard può chiudere le ferite significativamente più velocemente di altri metodi ed impedire la crescita batterica senza l'esigenza di tutti gli apparato o stimoli supplementari. La ricerca è riferita negli avanzamenti di scienza.

“Questa tecnologia ha il potenziale di essere usato non solo per le lesioni dell'interfaccia, ma anche per le ferite croniche come le ulcere e le ferite diabetiche di pressione, per la consegna della droga e come componenti alle delle terapie basate a robotica morbide,„ ha detto David corrispondente Mooney autore, Ph.D., un docente fondante di memoria dell'istituto di Wyss ed il professore di Robert P. Pinkas Family della bioingegneria in mare.

Ispirato sviluppando gli embrioni

AADs cattura la loro inspirazione dagli embrioni di sviluppo, di cui l'interfaccia può guarire stessa completamente, senza formare il tessuto della cicatrice. Per raggiungere questa, le cellule epiteliali embrionali intorno ad una ferita producono le fibre fatte dell'actina della proteina che si contraggono per riunire le barriere della ferita, come un sacco di cordone che è chiuso tirato. Le cellule epiteliali perdono questa abilità una volta che un feto si sviluppa dopo una determinata età e tutte le lesioni che accadono dopo quell'infiammazione di causa del punto e sfregiando durante il trattamento curativo.

Per imitare le forze contrattili che tirano le ferite embrionali dell'interfaccia chiuse, i ricercatori hanno esteso la progettazione degli idrogel adesivi duri precedentemente sviluppati aggiungendo un polimero thermoresponsive conosciuto come PNIPAm, che entrambi respingono l'acqua e gli strizzacervelli a circa 90° F. L'idrogel ibrido risultante comincia a contrarrsi una volta esposto alla temperatura corporea e trasmette la forza della componente di contratto di PNIPAm al tessuto di fondo via le forti obbligazioni fra l'idrogel dell'alginato ed il tessuto. Inoltre, le nanoparticelle d'argento sono incassate nell'ADD per assicurare la protezione antimicrobica.

L'ADD ha saldato all'interfaccia di maiale con oltre dieci volte la forza adesiva di un cerotto ed ha impedito ai batteri di crescere, in modo da questa tecnologia è già significativamente migliore della maggior parte dei prodotti comunemente usati della protezione della ferita, anche prima della considerazione dei sui beni dichiusura.„

Freedman di Benjamin, Ph.D., collega postdottorale nel laboratorio di Mooney che piombo il progetto

Ferite di chiusura più veloci

Per provare come le loro ferite chiuse dell'ADD, i ricercatori lo hanno provato sulle toppe dell'interfaccia del mouse ed hanno trovato che ha ridotto la dimensione dell'area della ferita di circa 45% confrontato a quasi nessun cambiamento nell'area nei campioni non trattati e ferite chiuse velocemente di altri trattamenti compreso i microgels, il chitosan, la gelatina ed altri tipi di idrogel. L'ADD egualmente non ha causato l'infiammazione o le risposte immunitarie, indicanti che è sicuro per uso in e su tessuti viventi.

Ancora, i ricercatori potevano regolare la quantità di chiusura della ferita eseguita dall'ADD aggiungendo i vari importi dei monomeri dell'acrilamide durante il processo di fabbricazione. “Questi beni potrebbero essere utili quando applica il collante alle ferite su una giunzione come il gomito, che si muove intorno molto e probabilmente avrebbe tratto giovamento da un'obbligazione più sciolta, confrontata ad un'area più statica dell'organismo come lo stinco,„ ha detto co-primo Jianyu Li autore, Ph.D., un ex collega postdottorale all'istituto di Wyss che ora è un assistente universitario alla McGill University.

Il gruppo egualmente ha creato una simulazione su elaboratore della chiusura ADD-assistita della ferita, che ha predetto che l'ADD potrebbe indurre l'interfaccia umana a contrarrsi ad una tariffa comparabile a quella dell'interfaccia del mouse, indicante che ha un'più alta probabilità di video del vantaggio clinico in pazienti umani. “Stiamo continuando questa ricerca con gli studi per imparare più circa come le indicazioni meccaniche esercitate da impatto dell'ADD il trattamento biologico della ferita che guarisce e come ADD esegue attraverso un intervallo delle temperature differenti, mentre la temperatura corporea può variare alle posizioni differenti,„ hanno detto il Freedman, che sta catturando all'ingannare il progetto. “Speriamo di perseguire gli studi preclinici supplementari per dimostrare il potenziale dell'ADD come prodotto medico e poi lavoriamo verso la commercializzazione.„

“Questo è un altro esempio meraviglioso di una meccanoterapia in cui nuove visioni del ruolo chiave che il gioco di forze fisiche nel controllo biologico può essere sfruttato per sviluppare un nuovo e approccio terapeutico più semplice che può essere ancor più efficace che le droghe o gli apparecchi medici complessi,„ ha detto Direttore fondante Donald Ingber, M.D., Ph.D. di Wyss, che è egualmente il professore di Judah Folkman di biologia vascolare alla facoltà di medicina di Harvard (HMS) e del programma vascolare di biologia all'ospedale pediatrico di Boston e di professore della bioingegneria in mare.

Source:
Journal reference:

Blacklow, S.O. et al. (2019) Bioinspired mechanically active adhesive dressings to accelerate wound closure. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aaw3963.