Teknologi från Star Trek sci-fi-universum fortsätter att infiltrera vårt verkliga liv. Vi har redan läst om den medicinska tricordern, hört talas om utvecklingen av varp-enheten och utvärderat matskrivare. Nu är det dags för en "hudregenerator" - en liten enhet som kan läka sår och brännskador och återställa den ursprungliga strukturen i epidermal vävnad. Forskare från University of Arizona, under ledning av Kaushal Rege, utvecklar bara en liknande enhet.
I en artikel publicerad i tidskriften Advanced Functional Materials rapporterar forskarna om den framgångsrika återställningen av skadade hudvävnader i djur med silke- och guld-nanopartiklar med laserstrålar. Som en del av ett experimentellt test gjorde tekniken det möjligt att snabbt läka de skadade mjuka vävnaderna i svinetarmen, såväl som det skadade området på musens hud. Forskare konstaterar att när det gäller svinetarmen var det skapade ärret, som förenar två områden med skadad vävnad, nästan sju gånger starkare än att använda konventionell sutur.
Forskare noterar att det är ganska vanligt att sår öppnar igen med konventionella reparationsmetoder som sömmar, medicinsk lim och häftklamrar, vilket bromsar vävnadsreparationen. Deras utveckling lovar att eliminera detta problem.
Från vänster till höger: Jämförelse av sårtillståndet efter användning av en konventionell sutur, medicinsk lim och laser på dag 0 och 2 efter skada.
Vid användning av en "helande" laserstråle måste den fokuseras på sårplatsen. Faktum är att strålen inte läker något, den utlöser bara en reaktion som leder till snabb sårläkning. Forskare använder guld-nanorör inbäddade i en silkeproteinmatris som tas från silkeormkokonger som ett bindematerial. När det placeras på huden bildar ett protein som kallas fibroin en bindning med kollagen, ett protein som utgör grunden för bindväv mellan hudceller. När de utsätts för nära infraröd strålning på nanorör av guld genererar de värme, vilket får silkeproteinet att skapa nya cellbindningar och därigenom bildar en stark koppling mellan skadade områden.
Den använda längden på den nära infraröda lasern är cirka 800 nanometer. Detta är tillräckligt för att värma upp guld nanopartiklar utan att skada huden.
Utvecklarna har skapat två typer av läkande "tätningsmedel": en för en fuktig miljö som inte absorberar under påverkan av vatten, den andra för en torr miljö som etsas av vatten. De första forskarna testade under läkning av tarmvävnad av svin. Efter applicering av läkemedlet noterade forskarna att vävnaden på läget var sju gånger starkare än med konventionella sömmar och medicinsk lim. Enligt Ghosh fungerar den reparerade vävnaden på ett helt normalt sätt, liksom den intakta vävnaden.
Kampanjvideo:
Forskarna testade sedan ett läkemedelsmedium för torr miljö genom att applicera det på huden på en laboratoriegnagare. Efter att ha applicerat en pasta på snittet och kontrollerat såret efter två dagar noterade forskarna betydligt högre läkningseffektivitet jämfört med hängslen och medicinsk lim. Dessutom tog själva ansökningsprocessen och lanseringen mycket liten tid - cirka fyra minuter.
Eftersom nära infrarött ljus kan tränga djupt in i vävnad hoppas Ghosh och hans kollegor att använda sin teknik i framtiden för att reparera blodkärl och nervkanaler - vävnader som vanligtvis ligger djupt under huden som tar betydligt längre tid att reparera än normal vävnad.
Forskare tror att kostnaden för silke-guldmaterial inte kommer att vara alltför hög och att de största kostnaderna för medicinska centra i detta fall kommer att falla på laserutrustning.
Forskare observerar för närvarande hur den laseraktiverade medicinska tätningsmedlet beter sig hos levande råttor. Om testerna är framgångsrika kommer forskarna att gå vidare till grisar och slutligen till människor.
Nikolay Khizhnyak
