बायोनिक अँटी-ब्लड टिश्यू ग्लू त्वरीत जखमा सील करू शकतो आणि रक्तस्त्राव थांबवू शकतो

एमआयटी अभियंत्यांनी एक शक्तिशाली, बायोकॉम्पॅटिबल गोंद तयार केला जो जखमी ऊतींना सील करू शकतो आणि रक्तस्त्राव थांबवू शकतो, ज्या चिकट पदार्थाचा वापर बार्नॅकल्स खडकांना चिकटण्यासाठी करतात. क्रेडिट: स्टॉक फोटो
एक नवीन चिकट पदार्थ जे बार्नॅकल्सद्वारे खडकांना चिकटण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या चिकट पदार्थाची नक्कल करते ते आघातांवर उपचार करण्याचा एक चांगला मार्ग प्रदान करू शकते.
बार्नॅकल्स खडकांना चिकटविण्यासाठी वापरत असलेल्या चिकट पदार्थापासून प्रेरित होऊन, एमआयटी अभियंत्यांनी एक शक्तिशाली बायोकॉम्पॅटिबल गोंद तयार केला जो जखमी ऊतींना सील करू शकतो आणि रक्तस्त्राव थांबवू शकतो.
जरी पृष्ठभाग रक्ताने झाकलेला असला तरीही, ही नवीन पेस्ट पृष्ठभागावर चिकटून राहू शकते आणि अर्ज केल्यानंतर सुमारे 15 सेकंदात घट्ट सील तयार करू शकते. संशोधकांचे म्हणणे आहे की हा गोंद आघातांवर उपचार करण्यासाठी अधिक प्रभावी मार्ग प्रदान करू शकतो आणि शस्त्रक्रियेदरम्यान रक्तस्त्राव नियंत्रित करण्यास मदत करू शकतो.
“आम्ही आव्हानात्मक वातावरणात, म्हणजे मानवी ऊतींचे दमट, गतिशील वातावरणात चिकटून राहण्याची समस्या सोडवत आहोत. त्याच वेळी, आम्ही या मूलभूत ज्ञानाचे जीवन वाचवू शकणार्‍या वास्तविक उत्पादनांमध्ये रूपांतरित करण्याचा प्रयत्न करत आहोत,” एमआयटी मशिनरी म्हणाले, अभियांत्रिकी आणि नागरी आणि पर्यावरण अभियांत्रिकीचे प्राध्यापक आणि अभ्यासाचे वरिष्ठ लेखक झाओ झुआन्हे म्हणाले.
क्रिस्टोफ नॅब्झ्डिक हे रोचेस्टर, मिनेसोटा येथील मेयो क्लिनिकमधील हृदयविकारतज्ज्ञ आणि गहन काळजी चिकित्सक आहेत आणि 9 ऑगस्ट 2021 रोजी नेचर बायोमेडिकल इंजिनीअरिंगमध्ये प्रकाशित झालेल्या पेपरचे ज्येष्ठ लेखक आहेत. MIT संशोधन शास्त्रज्ञ ह्युनवू युक आणि पोस्टडॉक्टरल फेलो जिंगिंग अभ्यासाचे मुख्य लेखक आहेत.
संशोधन गट: ह्युनवू युक, जिंगजिंग वू, झुआन्हे झाओ (डावीकडून उजवीकडे), त्यांच्या हातात बार्नेकल शेल आणि बार्नॅकल गम हेमोस्टॅटिक मलम धरले आहेत. क्रेडिट: संशोधकाने प्रदान केले
रक्तस्त्राव थांबवण्याचा मार्ग शोधणे ही एक दीर्घकालीन समस्या आहे, परंतु ती अद्याप पूर्णपणे सुटलेली नाही, असे झाओ म्हणाले. सिवने सहसा जखमा बंद करण्यासाठी वापरली जातात, परंतु सिवनी ही एक वेळ घेणारी प्रक्रिया आहे जी प्रथम प्रतिसादकर्ते सहसा आपत्कालीन परिस्थितीत करू शकत नाहीत. सैनिकांमध्ये, आघातानंतर रक्त कमी होणे हे मृत्यूचे प्रमुख कारण आहे, तर सामान्य लोकांमध्ये, आघातानंतर रक्त कमी होणे हे मृत्यूचे दुसरे प्रमुख कारण आहे.
अलिकडच्या वर्षांत, रक्तस्राव थांबवू शकणारे काही साहित्य, ज्यांना हेमोस्टॅटिक एजंट देखील म्हणतात, बाजारात आले आहेत. यापैकी अनेक पॅचमध्ये गुठळ्या निर्माण करणारे घटक असतात जे स्वतःच रक्त गोठण्यास मदत करतात. तथापि, हे सील तयार होण्यासाठी काही मिनिटे घेतात आणि नेहमी जास्त रक्तस्त्राव झालेल्या जखमांवर काम करत नाहीत.
झाओची प्रयोगशाळा अनेक वर्षांपासून ही समस्या सोडवण्यासाठी कटिबद्ध आहे. 2019 मध्ये, त्याच्या टीमने दुहेरी बाजू असलेला टिश्यू टेप विकसित केला आणि दाखवून दिले की त्याचा उपयोग शस्त्रक्रियेतील चीर बंद करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. ही टेप आर्द्र परिस्थितीत शिकार पकडण्यासाठी कोळी वापरत असलेल्या चिकट सामग्रीपासून प्रेरित आहे. त्यात चार्ज केलेले पॉलिसेकेराइड असतात जे पृष्ठभागावरील पाणी जवळजवळ लगेच शोषून घेतात, गोंद चिकटू शकणारे लहान कोरडे डाग काढून टाकतात.
त्यांच्या नवीन टिश्यू ग्लूसाठी, संशोधकांनी पुन्हा एकदा निसर्गाकडून प्रेरणा घेतली. यावेळी, त्यांनी त्यांचे लक्ष बार्नॅकल्सवर केंद्रित केले, जे लहान क्रस्टेशियन्स आहेत जे इतर प्राण्यांशी जोडलेले आहेत जसे की खडक, बोट हल्स आणि अगदी व्हेल. हे पृष्ठभाग ओलसर आणि सहसा खूप घाणेरडे असतात - या परिस्थितीमुळे चिकटणे कठीण होते.
"याने आमचे लक्ष वेधून घेतले," युक म्हणाला. “हे खूप मनोरंजक आहे, कारण रक्तस्त्राव असलेल्या ऊतींना सील करण्यासाठी, तुम्हाला केवळ ओलावाच नाही तर बाहेर वाहणाऱ्या रक्ताच्या प्रदूषणाचाही सामना करावा लागतो. आम्हाला आढळून आले की सागरी वातावरणात राहणारा हा प्राणी नेमका तेच काम करत आहे ज्याचा सामना करण्यासाठी आपल्याला करावे लागेल. जटिल रक्तस्त्राव समस्या.
बार्नेकल गमचे संशोधकांचे विश्लेषण असे दर्शविते की त्याची एक अद्वितीय रचना आहे. बार्नॅकलला ​​पृष्ठभागावर जोडण्यास मदत करणारे चिकट प्रथिने रेणू एका प्रकारच्या तेलात निलंबित केले जातात, जे पाणी आणि पृष्ठभागावर आढळणारे कोणतेही दूषित पदार्थ दूर करू शकतात, ज्यामुळे चिकट प्रथिने पृष्ठभागावर घट्टपणे जोडलेले असतात.
एमआयटी टीमने या गोंदाचे अनुकरण करण्याचा प्रयत्न करण्याचा निर्णय घेतला आणि त्यांनी पूर्वी विकसित केलेल्या चिकटपणाचे समायोजन केले. या चिकट पदार्थामध्ये पॉली(ऍक्रेलिक ऍसिड) नावाचा पॉलिमर असतो ज्यामध्ये एनएचएस एस्टर नावाचे सेंद्रिय कंपाऊंड आसंजन प्रदान करण्यासाठी एम्बेड केलेले असते, तर चिटोसन ही साखर असते जी सामग्री मजबूत करते. संशोधक या सामग्रीचे फ्लेक्स गोठवतात, कणांमध्ये पीसतात आणि नंतर हे कण वैद्यकीय दर्जाच्या सिलिकॉन तेलात निलंबित करतात.
जेव्हा परिणामी पेस्ट ओल्या पृष्ठभागावर लावली जाते (जसे की रक्ताने झाकलेले ऊतक), तेव्हा तेल रक्त आणि इतर पदार्थांना मागे टाकते, ज्यामुळे चिकट कण एकमेकांना जोडतात आणि जखमेवर घट्ट सील तयार करतात. संशोधकांनी उंदरांवर केलेल्या चाचण्यांमध्ये असे दिसून आले की गोंद लावल्यानंतर 15 ते 30 सेकंदात, हळूवारपणे दाब दिल्याने, गोंद घट्ट झाला आणि रक्तस्त्राव थांबला.
संशोधकांनी सांगितले की 2019 मध्ये संशोधकांनी डिझाइन केलेल्या दुहेरी बाजूंच्या टेपच्या तुलनेत, या नवीन सामग्रीचा एक फायदा असा आहे की पेस्टला अनियमित जखमा फिट करण्यासाठी मोल्ड केले जाऊ शकते आणि टेप सीलिंग शस्त्रक्रियेसाठी अधिक योग्य असू शकते किंवा चीरा बनवा. टिश्यूला वैद्यकीय उपकरण जोडा. "मोल्ड करण्यायोग्य पेस्ट कोणत्याही अनियमित आकारात आणि सीलमध्ये वाहू शकते आणि फिट होऊ शकते," वू म्हणाले. "हे वापरकर्त्यांना विविध अनियमित आकाराच्या रक्तस्त्राव जखमांशी मुक्तपणे जुळवून घेण्यास अनुमती देते."
डुकरांवर केलेल्या चाचण्यांमध्ये, मेयो क्लिनिकमधील नॅबझ्डिक आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांना असे आढळून आले की हा गोंद त्वरीत रक्तस्त्राव थांबवू शकतो आणि ते व्यावसायिकरित्या उपलब्ध हेमोस्टॅटिक एजंटच्या तुलनेत जलद आणि अधिक प्रभावीपणे कार्य करते. डुकरांना शक्तिशाली रक्त पातळ करणारे (हेपरिन) देऊनही ते कार्य करू शकते जेणेकरून रक्त उत्स्फूर्तपणे गुठळ्या बनू नये.
त्यांच्या संशोधनातून असे दिसून आले आहे की सील अनेक आठवडे अखंड राहते, ज्यामुळे ऊतींना स्वतःहून बरे होण्यास वेळ मिळतो आणि सध्या वापरल्या जाणार्‍या हेमोस्टॅटिक एजंट्समुळे होणाऱ्या जळजळीप्रमाणेच गोंद थोडासा जळजळ होतो. गोंद काही महिन्यांत शरीरात हळूहळू शोषला जाईल. जर सर्जनला सुरुवातीच्या अर्जानंतर जखमेची दुरुस्ती करायची असेल, तर ती विरघळणारे द्रावण वापरून आधीच काढून टाकता येते.
संशोधकांनी आता मोठ्या जखमांवर गोंद तपासण्याची योजना आखली आहे आणि त्यांना आशा आहे की या गोंदाचा उपयोग आघातांवर उपचार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. त्यांनी अशी कल्पना देखील केली की शस्त्रक्रियेदरम्यान ते उपयुक्त ठरू शकते, ज्यासाठी सामान्यतः सर्जनला रक्तस्त्राव नियंत्रित करण्यासाठी बराच वेळ घालवावा लागतो.
"आम्ही तांत्रिकदृष्ट्या अनेक जटिल शस्त्रक्रिया करण्यास सक्षम आहोत, परंतु विशेषतः गंभीर रक्तस्त्राव त्वरीत नियंत्रित करण्याची आमची क्षमता खरोखर सुधारलेली नाही," नॅबझ्डिक म्हणाले.
रक्तस्त्राव थांबविण्यात मदत करण्यासाठी आणखी एक संभाव्य अनुप्रयोग आहे. या रुग्णांच्या रक्तवाहिन्यांमध्ये प्लास्टिकच्या नळ्या घातल्या जातात, जसे की धमनी किंवा केंद्रीय शिरासंबंधी कॅथेटर किंवा एक्स्ट्राकॉर्पोरियल मेम्ब्रेन ऑक्सिजनेशन (ECMO) साठी वापरल्या जाणार्‍या. ECMO दरम्यान, ऑक्सिजनसाठी रुग्णाचे रक्त शरीराबाहेर पंप करण्यासाठी मशीनचा वापर केला जातो. हे गंभीर हृदय किंवा फुफ्फुस निकामी झालेल्या लोकांवर उपचार करण्यासाठी वापरले जाते. ट्यूब सहसा अनेक आठवडे किंवा महिने घातली जाते आणि प्रवेशाच्या ठिकाणी रक्तस्त्राव झाल्यास संसर्ग होऊ शकतो.
संदर्भ: “वेगवान आणि कोग्युलेशन-स्वतंत्र हेमोस्टॅटिक सीलिंगसाठी बार्नॅकल गमद्वारे प्रेरित पेस्ट करा” लेखक: ह्युनवू युक, जिंगजिंग वू, टिफनी एल. सराफियन, झिन्यू माओ, क्लॉडिया ई. वरेला, एलेन टी. रोचे, लेह जी. ग्रिफिथ्स, क्रिस्टोफ एस. Nabzdyk आणि Xuanhe Zhao, 9 ऑगस्ट 2021, Nature Biomedical Engineering.DOI: 10.1038/s41551-021-00769-y
संशोधकांना एमआयटी देशपांडे केंद्राकडून गोंदाचे व्यावसायिकीकरण करण्यात मदत करण्यासाठी निधी प्राप्त झाला आहे, जे त्यांना प्राण्यांच्या मॉडेल्सवरील अतिरिक्त पूर्ववैज्ञानिक अभ्यासानंतर प्राप्त होण्याची आशा आहे. संशोधनाला नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ हेल्थ, नॅशनल सायन्स फाउंडेशन आणि मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथील सोल्जर नॅनोटेक्नॉलॉजी इन्स्टिट्यूट आणि झोल फाऊंडेशन मार्फत आर्मी रिसर्च कार्यालयाकडून निधी देखील मिळाला.
कृपया, लवकरात लवकर त्याचे व्यावसायिकीकरण करा. माझ्या पत्नीने माझी जखम गोंदाने बंद केली. नरकासारखे डंक. बरं, कदाचित मी बाळ आहे, प्रत्येक वेळी तिने अर्ज केल्याप्रमाणे.
SciTechDaily: 1998 पासून विज्ञान आणि तंत्रज्ञान बातम्यांचे सर्वोत्तम घर. ईमेल किंवा सोशल मीडियाद्वारे नवीनतम तंत्रज्ञान बातम्यांसह अद्ययावत रहा.
कैसर परमानेंटे आणि सीडीसी संशोधकांनी 6.2 दशलक्ष रुग्णांचा अभ्यास 2 वर्षे सुरू ठेवला आहे. फेडरल आणि सीझर्स वैद्यकीय संस्थांचे संशोधक आरोग्य नोंदींच्या माध्यमातून एकत्र येत आहेत…