Principiul de funcționare al biogelului este destul de simplu: gelul, împreună cu o soluție de nanoparticule, este aplicat pe suprafețele de țesut care sunt lipite împreună, care sunt lipite cu ajutorul gelului. Acest lucru se întâmplă din cauza interacțiunii moleculare. Acest fenomen se numește adsorbție. În același timp, gelul leagă nanoparticulele împreună, formând o multitudine de noi conexiuni între cele două suprafețe despărțite ale rănii. Acest proces de aderență durează doar câteva minute și nu implică nicio reacție chimică.
În timpul experimentului, cercetătorii francezi au comparat 2 metode de închidere a pielii cu o rană adâncă pe ea: prin aplicarea unei soluții apoase de nanoparticule cu o perie și suturi tradiționale în medicină. Totodata, varianta cu aplicarea unei solutii de nanoparticule pare a fi cea mai usor de folosit si inchide pielea foarte repede pana se vindeca de la sine. Procesul are loc fără inflamație și necroză tisulară, iar cicatricea de la locul rănii este aproape invizibilă.
Într-un alt experiment, care a fost efectuat și pe rozătoare experimentale, oamenii de știință și-au aplicat soluția pe țesuturile moi ale organelor interne, cum ar fi plămânii, ficatul și splina, care sunt greu de cusut, deoarece se rup când un ac chirurgical este trecut prin ele. Confruntați cu o rană hepatică profundă, specialiștii francezi au reușit să închidă rana, au aplicat pe aceasta o soluție apoasă de nanoparticule și au strâns marginile plăgii împreună. Sângerarea a fost oprită. Pentru a repara incizia lobului ficatului, au aplicat din nou nanoparticule sub forma unui film special care a fost aplicat pe rană și a oprit sângerarea. Ambele cazuri s-au terminat cu bine pentru șobolani, funcția hepatică a fost restabilită, iar animalele au rămas în viață.
Această metodă de aderență și-a demonstrat exclusivitatea, deoarece potențialul său promite o gamă foarte largă de aplicații clinice. Pentru a obține nanoparticule, francezii au folosit oxizi de fier și dioxid de siliciu, care pot fi ușor absorbiți de corpul uman. În viitor, această metodă poate fi integrată destul de ușor în cercetările actuale pentru regenerarea și tratamentul țesuturilor. Cu un rezultat de succes, el este capabil să revoluționeze practica clinică.
Colagen sintetic pentru vindecarea rănilor
Colagenul este o proteină fibrilă care are o structură terțiară specială. Moleculele de colagen sunt formate dintr-o triplă helix, care constă din lanțuri polipeptidice. În corpul uman, această substanță joacă un rol foarte important, formând o matrice de țesut conjunctiv și asigurând procesul de elasticitate și rezistență a acestuia. Una dintre cele mai importante proprietăți ale colagenului este capacitatea sa de a accelera procesul de aderență și coagulare a trombocitelor. Aceste proprietăți sunt folosite în medicina modernă, dar medicii trebuie să folosească colagenul natural, care este obținut de la animale, de obicei de la vaci. Un astfel de colagen ridică o serie de preocupări, deoarece poate provoca răspunsul imun al organismului, inflamație sau poate servi ca purtător de infecție.
În laboratorul american al lui Jeffrey Hartgerinck de la Universitatea William Marsh Rice (o universitate privată de cercetare din SUA situată în Houston), în urmă cu câțiva ani, oamenii de știință au obținut colagen sintetic. În urma studiilor de laborator, s-a constatat că un nou hidrogel pe bază de colagen sintetic este capabil să lege trombocitele între ele, activând capacitatea acestora de a se agrega. Acest lucru accelerează semnificativ procesul de oprire a sângerării, în timp ce experții nu observă apariția proceselor inflamatorii.
Lipsa de răspuns a sistemului imunitar uman și proprietățile de agregare disting favorabil materialul creat în Houston de mulți analogi comerciali. Desigur, o astfel de substanță nu poate fi folosită pentru a opri sângerările grave, colagenul sintetic nu va înlocui un bandaj strâns și garoul, dar într-o sală de operație a unui spital este foarte dificil pentru această substanță să găsească orice analog pentru a opri sângerarea chirurgicală.
Pe lângă aplicațiile chirurgicale directe, Hartgerink și colegii săi analizează posibilitatea de a folosi un nou material pentru vindecarea rănilor mici și susținerea grefelor. Se raportează că colagenul sintetic este capabil să formeze baza pentru atașarea oricărui tip de celule și creșterea de noi țesuturi. Această substanță poate fi modificată în funcție de utilizarea specifică prevăzută. Inerția imunologică și puritatea chimică a colagenului sintetic sunt avantajele sale importante și o garanție suplimentară de succes.
Utilizarea materialelor moderne în medicină
Zona de aplicare a noilor materiale biologice, inclusiv cele bazate pe nanoparticule, este foarte extinsă chiar și în cadrul medicinei, dar poate deveni un adevărat panaceu în chirurgie. Dezvoltatorii consideră că noile substanțe vor fi indispensabile operațiilor asupra sistemului vascular al măduvei spinării și creierului, asupra organelor abdominale și în stomatologie. În prezent, în timpul operațiilor la ficat și în timpul eliminării formațiunilor mari din organism, toți asistenții acordă multă atenție încercărilor de a opri sângerarea.
Metodele folosite astăzi nu au mare succes, vorbim de șervețele de înghețare ușoare și absorbante. În același timp, pierderea de sânge nu este întotdeauna compensată pentru pacient, ca să nu mai vorbim de pierderea de timp și de calitatea sângelui conservat. Introducerea de noi substanțe biologice și nanosubstanțe poate reduce semnificativ timpul operațiilor, poate reduce cantitatea de sânge necesară pentru transfuzie, reducând la zero manipulările însoțitoare ale medicilor pe artere și vene. În același timp, posibilitatea de a introduce o infecție în rană este redusă, de exemplu, în timpul operațiilor la ficat sau intestine.
O zonă specială pentru utilizarea noilor nanomateriale, care sunt capabile să oprească rapid sângele și să vindece rănile, sunt diverse servicii de salvare. Ele pot fi utilizate de echipele de salvare în caz de accidente auto și feroviare, accidente de avion și trenuri, în timpul dezastrelor naturale și provocate de om, precum și în medicina militară de câmp. În același timp, noile materiale bazate pe nanotehnologii nu își pierd proprietățile unice chiar și cu o depozitare suficient de lungă.
Nanosubstanța modernă - colagenul sintetic, sau peptida sintetică, are, de asemenea, o proprietate atât de excelentă precum capacitatea de a se descompune în timp în fluxul sanguin, în timp ce majoritatea medicamentelor moderne pentru a opri sângerarea rămân în corpul uman mult timp. Această latură a utilizării nanopreparatelor moderne (inofensitatea lor și o serie de alți parametri) necesită experimente suplimentare. Dar este incontestabil că în spatele unor astfel de medicamente se află viitorul medicinei.
Surse de informații:
http://gearmix.ru/archives/10943
http://remedium.ru/news/detail.php?ID=61497
http://www.rusnanotekh.ru/Nanotechnology%20in%20medicine/nanomed%206.aspx