Ученые разработали "клей", который сможет починить разбитое сердце

Сегодня мы расскажем о клейком материале, который прилипает к влажным поверхностям, в том числе работающему сердцу. Его преимуществом перед другими видами хирургического клея является отсутствие токсичности по отношению к клеткам. Пока что он недоступен для проведения оперативных вмешательств, впереди еще годы разработок и исследований, но возможно, он будет одобрен раньше для применения при нарушении целостности кожных покровов.

Ученые биотехнологи из Гарвардского университета описывают этот клей как «очень эластичный и очень крепкий». Они обработали им на орошенное кровью пульсирующее сердце свиньи и обнаружили, что он намного эффективнее, чем любой другой хирургический клей, представленный на рынке.

Вдохновение природой

Идея разработки такого клея пришла от Arion subfuscus – вида больших и скользких слизней, которые обитают в Северной Америке и западной Европе. Они выделяют клейкую слизь желто-оранжевого цвета, которая хорошо прилипает к влажным поверхностям.

Эти свойства заинтересовали ученых, и они решили начать работу над созданием искусственной версии слизи. Ключевым моментом для ученых стала структура слизи – длинные прямые молекулярные цепи (полимеры), связанные между собой. Это явление называется перекрестное связывание, которое способствует повышению прочности материала. Дополнительным преимуществом слизи слизней является наличие двух типов перекрестных связей. Некоторые из них ковалентные, что означает сцепление молекул общим электроном, а некоторые ионные, когда одна молекула передает свои электроны другой. Такого рода «гибридные» связи делают слизь крепкой и эластичной одновременно.

Ученые скопировали эту структуру с помощью искусственных полимеров, наложенных на так называемую «диссипативную матрицу». Полимеры обеспечивают клеящую мощность, а слой диссипативной матрицы выступает в качестве амортизатора – может тянуться и деформироваться, не разрываясь при этом.

«Склеивание» ран

С целью проверки «клея» исследователи применяли его на коже, хрящевой ткани, артериях, печени и сердце свиньи – в том числе на раздутом воздухом или водой сердце, покрытом кровью. Материал продемонстрировал чрезвычайную эластичность, растянувшись в 14 раз от первоначальной длины, при этом не оторвавшись от ткани печени. Во время наложения на отверстие в свином сердце он держался даже при многократном растяжении в два раза, выдерживая давление, превышающее нормальные показатели артериального давления человека.

Ученые применили материал даже на пульсирующем сердце свиньи и обнаружили, что адгезия с двигающейся окровавленной поверхностью в 8 раз превышает адгезию любого другого хирургического клея, представленного на рынке.

Также этот клей тестировали на живых крысах. Имитировалась неотложная операция, при которой разрезы на ткани печени склеивали либо тестируемым клеем, либо стандартным кровоостанавливающим средством Surgiflo. В результате кровоостанавливающие свойства нового материала соответствовали таковым у стандартного клея. У крыс, которых «лечили» новым клеем, не наблюдалось дополнительных кровотечений на протяжении 2 недель после операции. У тех крыс, для лечения которых использовался Surgiflo, наблюдался некроз ткани и рубцевание, чего не было при применении клея, имитирующего слизь.

Для того, чтобы новый клей «дошел» до операционных, нужно провести более расширенные исследования. Но есть надежда, что намного раньше он в качестве дебюта найдет свое применение в лечении наружных ран. Ученые говорят, что на изобретение заявлен патент и уже есть компания, которая занимается продвижением материала для применения в клинической практике.