Біоінженерія, що дозволяє природі керувати розвитком нових технологій, призвела до вражаючих проривів: від біогібридних роботів, створених з трупів павуків і живих жуків-таблеток, до матеріалів, що змінюють форму, натхненних восьминогами. У своїх 10-річних пошуках нового способу відновлення пошкоджених тканин тіла група під керівництвом професора Девіда Муні з Інституту біологічно натхненної інженерії Вісса при Гарвардському університеті звернула увагу на слиз слимаків.
Слимак сутінковий аріон (Arion subfuscus) виділяє дуже специфічний слиз, який він використовує, щоб уникнути хижаків, міцно прилипаючи до поверхні. Враховуючи це, команда створила гідрогель з двох полімерних сіток, поєднаних з клейким шаром, що складається з хітозану (матеріал, з якого виготовляють екзоскелети молюсків). Готовий гідрогель отримав назву Tough Adhesive – і він точно відповідає своїй назві.
Почувши про це, нейрохірург д-р Кайл Ву та його колеги подумали, що цей клей може бути саме тим, що доктор прописав, коли йдеться про відновлення зовнішньої оболонки мозку, яка називається твердою мозковою оболонкою, після операції.
“Як нейрохірурги, ми регулярно відкриваємо тверду мозкову оболонку, щоб отримати доступ до головного або спинного мозку, але досягнення водонепроникного ущільнення твердої мозкової оболонки після завершення цих процедур може бути складним завданням за певних обставин”, – сказав Ву в своїй заяві.
Тверда мозкова оболонка є зовнішнім з трьох шарів мембрани, які оточують і захищають мозок. Під нею знаходиться павутинна оболонка, а ще нижче – м’яка мозкова оболонка. Разом вони називаються мозковими оболонками.
Сама по собі тверда мозкова оболонка досить товста і міцна. Вона трохи схожа на віск на сирі або на біологічну пластикову плівку – але хорошу, яку ви отримуєте на професійних кухнях, а не в дешевих супермаркетах. Навколо спинного мозку також є тверда оболонка – міцна волокниста трубка.
Звичайні варіанти відновлення твердої мозкової оболонки – накладання швів або трансплантація, що не завжди легко зробити. Хірургічні клеї не працюють так добре, здебільшого через те, що все середовище навколо мозку досить вологе. Але життєво важливо отримати хороше, водонепроникне ущільнення, інакше спинномозкова рідина може витекти і спричинити цілий ряд нових проблем для пацієнта.
Об’єднавши свої знання та досвід, команда нейрохірургів та біоінженерів створила нову версію оригінального клею Tough Adhesive, яка отримала назву Dural Tough Adhesive (DTA).
У серії експериментів вони протестували його на тканинах людини та на тваринних моделях, вивчаючи його ефективність у мозку щурів та спинному мозку свиней. DTA виявився кращим за наявні на сьогоднішній день герметики в ряді тестів, включаючи один, де клей наносився на людський труп через ніс, і витримував тиск, що значно перевищував той, який можна було б спостерігати навіть у людей з серйозними захворюваннями або травмами.
Сподіваємось, що завдяки таким позитивним результатам, подальші розробки можуть незабаром дозволити використовувати DTA в реальних умовах під час хірургічних операцій.
“Ми раді, що відкрили нову перспективу для нейрохірургів завдяки цьому дослідженню, яке в майбутньому може полегшити проведення різноманітних хірургічних втручань і знизити ризик для пацієнтів, які їх потребують”, – сказав Муні.
“Це дослідження також підкреслює, що унікальні і добре вивчені досягнення в розробці біоматеріалів, такі як ті, що ми зробили в нашій платформі Tough Adhesive, мають потенціал для впливу на численні, дуже різноманітні галузі регенеративної медицини”.
