Technologie ze sci-fi vesmíru Star Trek stále infiltruje náš skutečný život. Četli jsme už o lékařském triproduktu, slyšeli jsme o vývoji warpové jednotky, hodnotili tiskárny pro potraviny. Nyní je čas na „regenerátor kůže“, malé zařízení, které dokáže vyléčit rány a popáleniny a obnovit původní strukturu epidermální tkáně. Vědci z University of Arizona pod vedením Kaushal Rege právě vyvíjejí podobné zařízení.
V článku publikovaném v časopise Advanced Functional Materials vědci referují o úspěšném obnovení poškozených kožních tkání u zvířat pomocí hedvábí a zlatých nanočástic pomocí laserových paprsků. V rámci experimentálního testu tato technologie umožnila rychle zahojit poškozené měkké tkáně vepřového střeva, jakož i poškozenou oblast kůže myši. Vědci poznamenávají, že v případě vepřového střeva byla vytvořená jizva, která spojuje dvě oblasti poškozené tkáně, téměř sedmkrát silnější než konvenční šití rán.
Vědci poznamenávají, že je zcela běžné, že se rány znovu otevřou konvenčními metodami opravy, jako jsou stehy, lékařské lepidlo a svorky, zpomalující opravu tkáně. Jejich vývoj slibuje tento problém odstranit.
Zleva doprava: Porovnání stavu rány po použití konvenčního stehu, lékařského lepidla a laseru ve dnech 0 a 2 po zranění.
Při použití „léčivého“laserového paprsku musí být zaměřen na místo zranění. Ve skutečnosti paprsek neuzdravuje nic, pouze vyvolává reakci, která vede k rychlému hojení ran. Vědci používají jako spojovací materiál zlaté nanotrubice zabudované do hedvábné proteinové matrice odebrané z kokonů bource morušového. Když je umístěn na kůži, protein nazývaný fibroin tvoří vazbu s kolagenem, proteinem, který tvoří základ pojivové tkáně mezi kožními buňkami. Když jsou vystaveny blízkému infračervenému záření na zlatých nanotrubičkách, vytvářejí teplo, což způsobuje, že hedvábný protein vytváří nové buněčné vazby, čímž vytváří silné spojení mezi poškozenými oblastmi.
Použitá délka blízkého infračerveného laseru je asi 800 nanometrů. To stačí k zahřátí zlatých nanočástic, aniž by došlo k poškození kůže.
Vývojáři vytvořili dva typy léčivých „tmelů“: jeden pro vlhké prostředí, které se neabsorbuje pod vlivem vody, druhý pro suché prostředí, které je leptáno vodou. První vědci testovali během hojení tkáně střeva prasat. Po aplikaci léčivého činidla vědci poznamenali, že tkáň v místě hojení byla sedmkrát silnější než u běžných stehů a lékařského lepidla. Podle Ghosh, opravená tkáň funguje zcela normálním způsobem, stejně jako neporušená tkáň.
Propagační video:
Vědci pak testovali léčivé činidlo v suchém prostředí jeho aplikací na kůži laboratorního hlodavce. Po nanesení pasty na řez a kontrole rány po 2 dnech vědci zaznamenali výrazně vyšší léčebnou účinnost ve srovnání s výztuhami a lékařským lepidlem. Kromě toho samotný proces aplikace a spuštění trvalo velmi málo času - asi čtyři minuty.
Protože blízké infračervené světlo může proniknout hluboko do tkáně, Ghosh a jeho kolegové doufají, že v budoucnu použijí jejich technologii k opravě krevních cév a nervových kanálů - tkáně obvykle umístěné hluboko pod kůží, které trvá mnohem déle, než je normální tkáň.
Vědci se domnívají, že náklady na hedvábně-zlatý materiál nebudou příliš vysoké, a hlavní náklady na zdravotní střediska v tomto případě připadnou na laserové vybavení.
Vědci v současné době pozorují, jak se laserem aktivovaný lékařský tmel chová u živých krys. Pokud budou testy úspěšné, vědci se přesunou k prasatům a nakonec k lidem.
Nikolay Khizhnyak