Ajánlott, 2019

Szerkesztő Választása

Hogyan kapcsolódik az emlőrák az axilláris nyirokcsomókhoz?
Tuberkulózis: A talajbaktériumok hatásos új gyógyszert hozhatnak létre
Miért jó a folát?

Hidrogél: az „intelligens sávos segédeszközök” jövője

A Band-Aid soha többé nem lesz ugyanaz; A Massachusetts Institute of Technology mérnökei felkeltették a legmodernebb tapadási modellt: ragadós, rugalmas, gélszerű anyagot, amely tartalmazhat hőmérséklet-érzékelőket, LED-es lámpákat és egyéb elektronikákat, valamint apró, kábítószer-szállító tartályokat és csatornák.


Az új hidrogélek nagyon sokoldalúak.
Kép hitel: Melanie Gonick / MIT.

Az „intelligens sebkötözés” szükség esetén felszabadítja a gyógyszert a bőrhőmérséklet változásaira válaszul. Ez még akkor is világít, ha a gyógyszerellátás alacsony.

Az új kötés a testtel húzódik. Nemcsak a helyén marad, ha a viselő hajlítja a térdet vagy a könyökét, de beágyazott szerkezetei és elektronikája is megmaradnak és működnek.

Az új hidrogélkötést tervező és létrehozó csapatot Xuanhe Zhao professzor vezette, a Massachusetts Institute of Technology (MIT) Gépészmérnöki Tanszékén.

A kutatás közzétételre került Természeti anyagok.

Mi a hidrogél?

A hidrogélek különböző hétköznapi termékekben, lágy kontaktlencsékből és óvszerekből, az eldobható pelenkákból állnak. Hajgél, fogkrém és növényi vízkristályok mindegyike hidrogéleket használ. Az aloeát-hidrogélek aloe verával kombinálva egy sebkötözőt biztosítanak, amely megtartja a sebet, és lehetővé teszi a sejtek regenerálódását.

Gyors tények a hidrogélekről
  • Az iparban a hidrogéleket a válaszfalak tömítésében és a hulladéktisztításban használják
  • A hidrogéleket tartalmazó fogyasztási cikkek közé tartozik a hajgél és a kozmetikumok
  • Az orvosi alkalmazások közé tartoznak a kontaktlencsék, a hatóanyag-felszabadulás, az idegvezetékek, a bevonatok, a szövetek töltése és a magcsere.


A lágy kontaktlencsék és a sebkötözők a hidrogélek számos orvosi felhasználási területei közé tartoznak.

A jól ismert hidrogélkötözők közé tartoznak a csövekben és fóliacsomagokban kapható szabadon folyó gélek, készítmények, ahol a hidrogél egy gézpadra vagy szalagra telített, vagy a vékony lemezszálas háló által támogatott gél.

A hidrogél kötszerek nedvességet biztosítanak, elősegítik a gyógyulást és eltávolítják a halott szöveteket a sebekből. A magas víztartalom lehűti a sebet, és enyhíti a fájdalomcsillapítást. A hidrogélek megakadályozzák azt is, hogy a kötszer tapadjon a sebfelülethez.

A hidrogélek erősek és rugalmasak, porózusak lehetnek, lehetővé téve diffúziót vagy sűrűséget a készítménytől függően. Alkalmazhatók a különböző igények kielégítésére.

A Wollongongi Egyetem Ausztráliában a hidrogéleket úgy írja le, mint "a bolygón leginkább biológiailag kompatibilis anyagok". Valójában az állati testek többnyire hidrogélből állnak.

A testszövetek és a szintetikus hidrogélek sok közös tulajdonsággal rendelkeznek, és a legújabb termékek a testszövetekhez hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, így jó jelöltként szolgálnak az egyre növekvő orvosi alkalmazásokhoz.

Tavaly, Orvosi hírek olyan hidrogél kifejlődéséről számoltak be, amely bőrhöz nyúlhat.

A tudósok arra törekedtek, hogy ezeket a tulajdonságokat hasznosítsák abban a reményben, hogy egy olyan „intelligens anyagot” hoznak létre, amely utánozza a biológiai szöveteket és a funkciókat.


Az intelligens öltözködésnek új tulajdonságai vannak.
Kép hitel: Melanie Gonick / MIT

Az új hidrogél mátrix rendkívül rugalmas, átlátszó és hőmérsékletet érzékel a bőr különböző helyszínein. A tudósok számos figyelemre méltó, további funkciót is beépítettek.

A tartós kábítószer-felszabadulás lehetővé tétele érdekében a tudósok csövek beszúrásával vagy apró lyukak fúrásával jártak el a mátrixban. Szintén létrehoztak apró drogtartókat és hozzáadott hőmérséklet-érzékelőket, amelyek rendszeresen el vannak helyezve. Az anyag javítására használt egyéb elektronikai komponensek közé tartozik a vezetőképes titánhuzalok és a félvezető chipek.

A tesztelés során a rendszer lehetővé tette, hogy a kábítószerek átáramoljanak a hidrogélen, és igény szerint szállítsák. Az érzékelők lehetővé tették, hogy a kötszer nyomon kövesse a bőr hőmérsékletét, és szükség esetén kiszabadítsa a gyógyszereket a test különböző részeire, még akkor is, ha a kötszer nagy nyúlás volt. Az érzékelők mérhetik a létfontosságú jeleket is.

A beágyazott LED lámpák, amelyek még a térd és a könyök között is nyúlnak, jelezték, hogy a gyógyszertartalom alacsony volt a tartályokban.

A mátrixba burkolt titánhuzal átlátszó, nyújtható vezetéket képez, amely állandó elektromos vezetőképességet tartott fenn.

Zhao professzor elmagyarázza, hogy miért lehetne a hidrogél mátrix az elektronika használatának kulcsa az orvosbiológiai környezetben:

"Ha az elektronikát az emberi testtel szoros kapcsolatban szeretné használni olyan alkalmazásokhoz, mint az egészségügyi felügyelet és a gyógyszerellátás, nagyon kívánatos, hogy az elektronikus eszközök lágyak és nyújthatók legyenek, hogy illeszkedjenek az emberi test környezetéhez. nyújtható hidrogélelektronika, a hidrogélek és az interfészek hosszú távú stabilitására kell gondolkodnia. "

Az új, intelligens sebkötözés textúrája, érzékenysége és mechanikai képessége a tudósok számára egy lépéssel tovább halad a mesterséges biológiai szövetek felé, amelyek valóban utánozzák a természet funkcióit.

Alkalmazások: jelen és jövő

A kötszer azonnali felhasználása azt sugallja a kutatóknak, hogy égési sérüléseket vagy más dermatológiai feltételeket kezelnek.

Jelentős előnyökkel járna az, hogy a specifikus tartályoktól függően specifikus gyógyszereket szabadítanak fel az adott helyről érkező érzékelők által felvett reakciók következtében, és hogy ezt időről időre következetesen végezzék.

Megkérdeztük Zhao professzort, hogy az intelligens öltözködés testre szabható-e, vagy készen kell-e vásárolni.

Elmondta nekünk: "A jelenlegi intelligens kötést az orvosok vagy az egészségügyi dolgozók programozhatják, például a kiszolgált gyógyszerek típusát és adagját."

A költségek tekintetében azt mondta: "Mivel az anyagok (hidrogélek) és eszközök (érzékelők) viszonylag alacsonyak, azt várjuk, hogy a rendszer megfizethető lesz."

Eddig Zhao professzor elmondta, hogy a kötszer nem tesztelték terápiás képességét, de a csapat jelenleg dolgozik a hidrogél alapú eszköz in vivo tesztjein.

A következő videóban Prof. Zhao az új hidrogélkötés tulajdonságairól beszél, és mit lehet használni:

Felszíni öltözködésként betöltött szerepén kívül a tudósok úgy vélik, hogy az anyagot felhasználhatjuk az elektronika testen belüli szállítására.

Zhao professzor elmondta MNT:

"A biokompatibilis hidrogélekkel integrált elektronikából álló új eszközök várhatóan széles körű alkalmazásokat találnak az orvosbiológiai területen."

A mátrix implantátumokban, például szelepekben is használható, hogy szabályozzák a mikrohidrátok áramlását, vagy mikroszűrűkben, amelyek megváltoztatnák az alakot. A hidrogéleket tartalmazó implantációs eszközök támogathatják a mobil egészséget vagy az mHealth rendszereket. MNT a közelmúltban jelentettek az mHealth növekvő területéről.

A meglévő glükóz érzékelők hajlamosak arra, hogy immunreakciót indítsanak el, amely sűrű szálakkal fedi le az érzékelőt, és ezért gyakran cserélni kell őket. A csapat úgy véli, hogy az új hidrogélt fel lehetne használni egy robusztusabb és tartósabb termék létrehozására.

Hasonlóképpen, mondja Prof. Zhao, az új hidrogél javíthatja a neurális szondák hatékonyságát.

Az agyat "egy Jell-O tálba" hasonlítva rámutat, hogy a hidrogélnek hasonló fiziológiai tulajdonságai vannak. Mechanikai potenciáljával együtt alkalmas lehet a neurális szondákra.

Továbbra is a hidrogéleket az új szövetek potenciális állványaként, esetleg új szervek alapjainak tekintik, az úgynevezett regeneratív gyógyászatban.

Ez magában foglalja a kívánt szövet sejtjeinek vetését vagy kapszulázását a hidrogélbe. A hidrogélt ezután a testbe injektáljuk, ahol helyettesítené a sérült szövetet, és lehetővé teszi a tápanyagok szállítását. Ahogy a sejtek szaporodnak, a hidrogél állvány lebomlik, és az új szövet helyettesítené a régi.

MNT a közelmúltban beszámoltak a lágy szövetekhez hasonló tulajdonságokkal rendelkező, 3D-s formájú folyékony kristályos hidrogélről.

Népszerű Kategóriák

Top