Як нам відомо з американського кіно, майже все на світі можна полагодити за допомогою жувальної гумки або скотчу. Схоже невдовзі так само можна буде полагодити й людину. Дослідники Массачусетського технологічного інституту розробляють хірургічну «клейку стрічку» – міцний, гнучкий і біосумісний пластир, який можна легко та швидко наклеювати на біологічні тканини та органи, щоб допомогти заклеїти розриви та рани. Як і клейка стрічка, новий пластир липкий з одного боку і гладкий з іншого. У нинішній рецептурі клей призначений для герметизації дефектів шлунково-кишкового тракту.

У численних експериментах команда розробників показала, що пластир можна швидко приклеїти до великих розривів і проколів у товстій кишці, шлунку та кишечнику різних тварин. Клей міцно з’єднується з тканинами протягом декількох секунд і тримається більше ніж місяць. Він також гнучкий, здатний розширюватися і стискатися у функціонуючім органі під час загоєння. Після повного загоєння травми пластир поступово деградує, не викликаючи запалення або прилипання до навколишніх тканин.

Інженери MIT передбачають, що хірургічний пластир можна буде колись зберігати в операційних і використовувати його як швидку та безпечну альтернативу або підкріплення швам, накладених вручну, для відновлення при витоках і розривах в кишечнику та інших біологічних тканинах.

«Ми вважаємо, що ця хірургічна стрічка є хорошою базовою технологією, яку можна перетворити на справжній, готовий продукт, – говорить Хену Юк, науковець з Департаменту машинобудування Массачусетського технологічного інституту. – Хірурги можуть використовувати це, як вони використовують клейку стрічку в нехірургічному світі. Це не потребує ніякої підготовки чи попередніх кроків. Просто виймайте, відкривайте та використовуйте».

Нова хірургічна клейка стрічка заснована на проєкті команди 2019 року для двостороннього скотча. Ця рання одношарова ітерація була липкою з обох сторін і призначена для з’єднання двох поверхонь разом. Клей для неї виготовляли з поліакрилової кислоти та абсорбуючого матеріалу, що міститься в підгузках та вбирає вологу. Дослідники змішали в матеріалі ефіри NHS, хімічні сполуки, які можуть з’єднуватися з білками в тканині, утворюючи міцні зв’язки. Нарешті, вони посилили клей желатином або хітозаном – натуральними інгредієнтами, які тримали форму стрічки.

Дослідники виявили, що двосторонній скотч міцно з’єднує різні тканини між собою, але під час консультації з хірургами вони зрозуміли, що одностороння версія може бути більш практичною. У більшості ситуацій не потрібно склеювати дві тканини, органи повинні бути відокремлені один від іншого.

Хірурги зазвичай усувають витоки та розриви в шлунково-кишковому тракті за допомогою хірургічних швів. Але накладання швів вимагає точності та підготовки, а після операції шви можуть спровокувати утворення рубців навколо травми. Тканина між швами також може розірватися, викликаючи вторинні витоки, які можуть призвести до сепсису.

«Ми подумали, що зможемо перетворити наш липкий елемент на продукт для усунення витоків кишечника, подібно до герметизації труб клейкою стрічкою, — каже Ву, – це підштовхнуло нас до чогось більш схожого на односторонній скотч».

Дослідники скоректували рецепт клею, замінивши желатин і хітозан на довготривалий гідрогель, у цьому випадку полівініловий спирт. Це дозволило зберігати клей фізично стабільним понад місяць, достатньо довго, щоб типова травма кишечника загоїлася. Вчені також додали другий нелипкий верхній шар, щоб пластир не прилипав до навколишніх тканин. Цей шар виготовлений з біологічно розкладного поліуретану, який має приблизно таку ж еластичність і жорсткість, як і природні тканини кишечника.

«Ми не хочемо, щоб пластир був слабкішим за тканину, тому що в іншому випадку він ризикує лопнути, – каже Юк. – Ми також не хочемо, щоб він був жорсткішим, оскільки це обмежує перистальтичний рух кишечника, який є важливим для травлення».

Потім команда провела експерименти, щоб перевірити властивості та продуктивність стрічки. Коли пластир поміщали в культуру з епітеліальними клітинами людини, клітини продовжували рости, це показує, що пластир є біосумісним. При імплантації під шкіру щурів пластир біологічно розкладався приблизно через 12 тижнів без токсичних ефектів.

Дослідники також наклали пластир на дефекти товстої кишки та шлунку тварин і виявили, що він зберігав міцний зв’язок, коли травми повністю загоювалися. Він також викликав мінімальне утворення рубців і запалення в порівнянні з ремонтом, виконаним за допомогою звичайних швів.

Нарешті, команда наклала пластир на дефекти товстої кишки у свиней і помітила, що тварини продовжували харчуватися нормально, без температури, млявості та інших негативних наслідків для здоров’я. Через чотири тижні дефекти повністю зажили, без ознак вторинного витоку.

У сукупності експерименти показують, що хірургічний пластир потенційно може безпечно виправити травми шлунково-кишкового тракту, і його можна наклеїти так само легко, як комерційний скотч. Вчені сподіваються отримати схвалення FDA для тестування пластиру в медичних установах.

Клейка стрічка вже давно використовується замість накладання швів для дрібних зовнішніх травм, невдовзі це стане можливо і для внутрішніх пошкоджень.