Dziś nauka nie stoi w miejscu. Nowe odkrycia dokonuje się dosłownie każdego dnia, także w dziedzinie medycyny. Odkrycie naukowców z Francji może zrewolucjonizować zarówno chirurgię, jak i medycynę regeneracyjną. Odkrycie to pokazuje, że siły kohezji wodnych roztworów nanocząstek można wykorzystać in vivo do odbudowy narządów i tkanek miękkich organizmu. Ta stosunkowo łatwa w użyciu metoda klejenia nacięć i ran została z powodzeniem przetestowana na szczurach. Prasa francuska pisze, że po nałożeniu na skórę specjalnego roztworu może on zagoić głębokie rany w ciągu dosłownie kilku sekund, zapewniając wysokiej jakości gojenie rany i estetyczny szew.
Zasada działania biożelu jest dość prosta: żel wraz z roztworem nanocząsteczek nakłada się na sklejone ze sobą powierzchnie tkanek, które są sklejone za pomocą żelu. Dzieje się tak z powodu interakcji molekularnych. Zjawisko to nazywa się adsorpcją. W tym samym czasie żel wiąże nanocząsteczki, tworząc niezliczone nowe połączenia między dwiema rozproszonymi powierzchniami rany. Ten proces adhezji trwa zaledwie kilka minut i nie pociąga za sobą żadnych reakcji chemicznych.
Podczas eksperymentu francuscy badacze porównali dwie metody zamykania skóry z głęboką raną na niej: poprzez nałożenie wodnego roztworu nanocząsteczek za pomocą pędzelka oraz za pomocą tradycyjnych szwów medycznych. Jednocześnie opcja z zastosowaniem roztworu nanocząsteczek wydaje się być najłatwiejsza w użyciu i bardzo szybko zamyka skórę do czasu samoistnego zagojenia. Proces przebiega bez stanu zapalnego i martwicy tkanek, a blizna w miejscu rany jest prawie niewidoczna.
W innym eksperymencie, który również przeprowadzono na eksperymentalnych gryzoniach, naukowcy zastosowali swój roztwór do tkanek miękkich narządów wewnętrznych, takich jak płuca, wątroba i śledziona, które są wystarczająco trudne do zszycia, ponieważ pękają podczas przechodzenia igły chirurgicznej. im. W obliczu głębokiej rany w wątrobie francuscy specjaliści zdołali zamknąć ranę, nałożyć na nią wodny roztwór nanocząsteczek i ścisnąć brzegi rany. Krwawienie zostało zatrzymane. Aby przywrócić nacięcie płata wątroby, ponownie nałożyli nanocząsteczki w postaci specjalnego filmu, który nałożono na ranę i zatrzymano krwawienie. Oba przypadki zakończyły się dobrze dla szczurów, funkcje wątroby zostały przywrócone, a same zwierzęta pozostały przy życiu.
Ta metoda adhezji wykazała swoją wyłączność, ponieważ jej potencjał obiecuje bardzo szeroki zakres zastosowań klinicznych. Do uzyskania nanocząsteczek Francuzi wykorzystali tlenki żelaza i dwutlenek krzemu, które mogą być łatwo przyswajalne przez organizm człowieka. W przyszłości metoda ta może być łatwo zintegrowana z bieżącymi badaniami nad regeneracją i leczeniem tkanek. Jeśli się powiedzie, może zrewolucjonizować praktykę kliniczną.
Kolagen syntetyczny do gojenia się ran
Kolagen to białko fibrylarne o specjalnej strukturze trzeciorzędowej. Cząsteczki kolagenu tworzą potrójna helisa, która składa się z łańcuchów polipeptydowych. W organizmie człowieka substancja ta pełni bardzo ważną rolę, tworząc matrycę tkanki łącznej i zapewniając proces jej elastyczności i wytrzymałości. Jedną z najważniejszych właściwości kolagenu jest jego zdolność do przyspieszania procesu adhezji i koagulacji płytek krwi. Właściwości te wykorzystuje współczesna medycyna, jednak lekarze muszą stosować naturalny kolagen, który pozyskuje się od zwierząt, najczęściej od krów. Taki kolagen budzi wiele obaw, ponieważ może wywołać odpowiedź immunologiczną organizmu, stan zapalny lub służyć jako nośnik infekcji.
Kilka lat temu w amerykańskim laboratorium Jeffreya Hartgerinka na William Marsh Rice University (prywatnej amerykańskiej uczelni badawczej w Houston) naukowcy uzyskali kolagen pochodzenia syntetycznego. W wyniku badań laboratoryjnych stwierdzono, że nowy hydrożel na bazie kolagenu syntetycznego jest w stanie wiązać ze sobą płytki krwi, aktywując ich zdolność do agregacji. To znacznie przyspiesza proces zatrzymywania krwawienia, a eksperci nie zauważają występowania procesów zapalnych.
Brak reakcji układu odpornościowego człowieka oraz właściwości agregacyjne odróżniają materiał stworzony w Houston od wielu analogów komercyjnych. Oczywiście taka substancja nie może być stosowana do tamowania poważnych krwawień, syntetyczny kolagen nie zastąpi ciasnego bandaża i opaski uciskowej, ale w szpitalnej sali operacyjnej bardzo trudno jest znaleźć jakikolwiek analog dla tej substancji, aby zatrzymać krwawienie chirurgiczne.
Oprócz bezpośrednich zastosowań chirurgicznych Hartgerink i jego koledzy rozważają możliwość wykorzystania nowego materiału do gojenia małych ran i przeszczepów podtrzymujących. Podaje się, że kolagen syntetyczny może stanowić podstawę do przyłączania wszystkich typów komórek i wzrostu nowych tkanek. Substancję tę można modyfikować zgodnie z jej przeznaczeniem. Obojętność immunologiczna i chemiczna czystość kolagenu syntetycznego to ważne zalety i dodatkowa gwarancja sukcesu.
Zastosowanie nowoczesnych materiałów w medycynie
Obszar wykorzystania nowych materiałów biologicznych, w tym opartych na nanocząsteczkach, jest bardzo rozległy nawet w ramach medycyny, ale może stać się prawdziwym panaceum w chirurgii. Twórcy uważają, że nowe substancje będą niezbędne do operacji na układzie naczyniowym rdzenia kręgowego i mózgu, na narządach jamy brzusznej oraz w stomatologii. Obecnie podczas operacji na wątrobie i usuwania dużych nacieków z organizmu wszyscy asystenci zwracają dużą uwagę na próby zatamowania krwawienia.
Stosowane dziś metody nie są zbyt skuteczne, mówimy o lekkich chusteczkach zamrażających i chłonnych. Jednocześnie utrata krwi nie zawsze jest zwracana pacjentowi, nie mówiąc już o stracie czasu i jakości konserwowanej krwi. Wprowadzenie nowych substancji biologicznych i nanosubstancji może znacznie skrócić czas operacji, zmniejszyć ilość krwi potrzebnej do transfuzji, niwelując towarzyszące temu manipulacje lekarzy na tętnicach i żyłach. Jednocześnie zmniejsza się możliwość wprowadzenia infekcji do rany, na przykład podczas operacji wątroby lub jelit.
Szczególnym obszarem zastosowania nowych nanomateriałów, które są w stanie szybko zatamować krew i leczyć rany, są różnego rodzaju służby ratownicze. Mogą być stosowane przez ekipy ratownicze w wypadkach drogowych i kolejowych, katastrofach lotniczych i kolejowych, podczas katastrof naturalnych i spowodowanych przez człowieka, a także w wojskowej medycynie polowej. Jednocześnie nowe materiały oparte na nanotechnologii nie tracą swoich unikalnych właściwości nawet przy odpowiednio długim przechowywaniu.
Nowoczesna nanosubstancja, syntetyczny kolagen, czy też syntetyczny peptyd, ma też tak doskonałą właściwość, jak zdolność do rozpadu w krwiobiegu z biegiem czasu, podczas gdy większość nowoczesnych leków tamujących krwawienie pozostaje w ludzkim organizmie na długo. Ten aspekt wykorzystania nowoczesnych nanopreparatów (ich nieszkodliwość i szereg innych parametrów) wymaga dodatkowych eksperymentów. Ale bezsporne jest, że takie leki są przyszłością medycyny.
