Wetenschappers uit Australië en de Verenigde Staten hebben een unieke biologische 'superlijm' gemaakt die de randen van wonden kan lijmen en de zachtste en meest delicate weefsels, zoals de longen of slagaders, kan 'hechten', aldus een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science Translational Medicine.
“Het toepassingspotentieel van deze lijm is enorm, beginnend met het 'verzegelen' van wonden op het slagveld of na diverse rampen, en eindigend met diverse complexe chirurgische ingrepen in klinieken. We hebben aangetoond dat ons ontwerp in een groot aantal verschillende omstandigheden kan werken en problemen kan oplossen die niet kunnen worden opgelost met andere lijmen. We zijn klaar om met menselijke experimenten te beginnen en hopen dat MeTro binnenkort levens zal redden,”zei Anthony Weiss van de Universiteit van Sydney, Australië.
Een van de grootste problemen voor operatiekamerchirurgen en voor het leger op het slagveld is dat alle bestaande methoden om bloedingen te stoppen en wonden te elimineren grote nadelen hebben. Het "naaien" van een wond met chirurgische hechtingen kost bijvoorbeeld veel tijd, en gewone superlijm, het handigste en betrouwbaarste middel om wonden te lijmen, is een zeer giftige en kwetsbare substantie.
In de afgelopen jaren hebben wetenschappers hoge verwachtingen gevestigd op synthetische analogen van schelpenlijm, waarmee ze zich hechten aan rotsen. Deze stof werkt goed onder water, maar de kracht bleek te klein om gescheurd kraakbeen, ligamenten, spieren en andere organen aan elkaar te plakken.
Gemiddeld houden "schelpdierlijm" en andere lijmen die veilig zijn voor het lichaam de gelijmde oppervlakken ongeveer 80-100 keer slechter vast dan kraakbeen en ligamenten die aan botten hechten. Dit maakt ze volledig onbruikbaar voor operaties, omdat ze constant opengaan of breken bij het genezen van grote wonden.
Het geheim van het maken van zo'n lijm, zegt Weiss, zat verborgen in het lichaam van de persoon zelf. Ons bindweefsel bestaat uit elastine-eiwitvezels, een zeer sterke en flexibele stof die meerdere keren kan uitrekken en tegelijkertijd zijn vorm behoudt. De eigenschappen van elastine, zoals wetenschappers onlangs hebben opgemerkt, kunnen sterk variëren, afhankelijk van hoe de moleculen met elkaar verweven zijn.
& quot; Secondelijm & quot; Australische biologen laten zelfs longen lijmen / University of Sydney
Dit komt door het feit dat elastine bestaat uit kleine "bouwstenen" - relatief korte moleculen van het eiwit protoelastine, die zeer goed oplosbaar zijn in water. Door hun eigenschappen te bestuderen, hebben Weiss en zijn collega's onlangs ontdekt hoe microben kunnen worden gemaakt om deze moleculen in grote hoeveelheden te produceren. Dit zette hen aan het denken: is het mogelijk om protoelastine te gebruiken om een "superlijm" te creëren die niet giftig is voor het lichaam en niet minder sterk is dan de weefsels van het menselijk lichaam.
Promotie video:
Het probleem was dat wetenschappers niet wisten hoe de protoelastinemoleculen aan elkaar binden en lange ketens vormen tijdens de synthese van elastine in bindweefselcellen en in de menselijke huid. Ze speculeerden niet en probeerden het antwoord te zoeken in de cellen van mensen of dieren, maar vonden hun eigen methode uit om protoelastine te polymeriseren, door het te mengen met methylmethacrylaat, een grondstof voor de productie van organisch glas.
Deze stof, zoals wetenschappers opmerken, is een dikke, kleurloze vloeistof als hij in een donkere kamer wordt bewaard en wanneer hij wordt verlicht door een ultraviolette lamp of de zon, hardt hij snel uit en verandert hij in een elastisch en doorschijnend plastic. Door een kleine hoeveelheid "vloeibaar plexiglas" aan protoelastine toe te voegen, hebben wetenschappers een soort "superlijm" verkregen die niet giftig is voor het lichaam en tegelijkertijd een hoge flexibiliteit en sterkte heeft.
“Het grote voordeel van onze MeTro-lijm is dat het direct verandert in een gel zodra het het huidoppervlak raakt, zodat het niet 'wegloopt' bij het behandelen van wonden. Verder kan de sterkte ervan worden vergroot door de wond te verlichten met ultraviolet licht, zodat onze lijm zeer nauwkeurig en betrouwbaar aan wonden kan hechten”, voegt Nasim Annabi, een chemicus aan de Northeastern University in Boston, VS toe.
Volgens Annabi en Weiss heeft hun team deze lijm getest in experimenten met muizen en varkens door beschadigde slagaders en longen te lijmen. In beide gevallen was de wond volledig genezen voordat de lijm volledig was opgenomen en alle geopereerde dieren overleefden. Biologen hopen dat ze binnenkort toestemming krijgen om soortgelijke experimenten op vrijwilligers uit te voeren, wat de weg zal effenen voor het gebruik van MeTro in de klinische praktijk.
