العلماء يبتكرون أقوى مادة لاصقة حيوية لمختلف الإستعمالات

ووفقا لوكالة آنا لأخبار العلوم والتكنولوجيا، أعلنت شركة إنترتينج إنجنيرنج، أن تكنولوجيا الباحثين في جامعة ويس وجامعة هارفارد في SEAS مكنت من ربط الأنسجة المطبوعة بيولوجيا بسلاسة، وإصلاح الجروح المتسربة على الفور، وتثبيتها بقوة، وتوفير الأجهزة القابلة للزرع.

وأوضح خبراء الشركة أن الهلاميات المائية هي مواد متنوعة الاستخدامات وآمنة بسبب تشابهها مع بنية وكيمياء الأنسجة البشرية وتستخدم في العديد من التطبيقات الطبية الحيوية، وتتراوح هذه التطبيقات من توصيل الدواء إلى شفاء الجروح وبناء أنسجة جديدة.

لكن رغم ذلك كان من الصعب ربط هذه البوليمرات الهيدروجيلية ببعضها البعض بسرعة وبشكل مضمون. إذ تستدعي الأساليب الحالية تحسينات في القوة والسرعة، وهي في الغالب عمليات معقدة وتستغرق وقتًا طويلاً.

جوهر هذا الابتكار هو الشيتوزان، وهو بوليمر طبيعي يتم الحصول عليه من قشرة أنواع القشريات مثل الجمبري وسرطان البحر. وتشتهر هذه المادة بتوافقها الحيوي وقابليتها للتحلل البيولوجي وطبيعتها غير السامة، مما يجعلها مرشحا مثاليا للإستعمالات الطبية.

في هذا التصميم، طبق الباحثون طبقة رقيقة من الشيتوزان على أسطح الهلاميات المائية التي يريدون توصيلها. تمتص هذه الطبقة الماء من الهلاميات المائية بسرعة وتتسبب في اندماج جزيئات السكر مع جزيئات البوليمر الموجودة في المواد الهلامية.

يؤدي هذا التلاحم  إلى تشكيل روابط غير كيميائية قوية بين الجزيئات المختلفة من خلال القوى الكهروستاتيكية والروابط الهيدروجينية. هذه الروابط قوية بشكل مدهش ويمكنها تحمل التمدد الشديد، مما يجعل الهلاميات المائية المترابطة أكثر متانة ومفيدة لمجموعة متنوعة من الأغراض الطبية.

ولدى هذه الطريقة الجديدة العديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية لتطعيم الهلاميات المائية، من بينها:

-السرعة: على عكس الطرق التقليدية التي تعتمد على التفاعلات الكيميائية البطيئة، فإن النهج القائم على الشيتوزان يعمل على الفور. هذه الميزة لا تقدر بثمن في الحالات الطبية التي يكون فيها التدخل في الوقت المناسب أمرا بالغ الأهمية، كما هو الحال أثناء الجراحة.

-القوة: الروابط التي يتم الحصول عليها بهذه الطريقة أقوى بكثير من تلك التي يتم الحصول عليها بالطرق التقليدية. يؤدي هذا الالتصاق الأقوى إلى زيادة موثوقية ومتانة الهلاميات المائية المرفقة.

-غير معقدة: تتجنب هذه العملية تعقيدات الطرق التقليدية، والتي غالبا ما تتضمن تفاعلات كيميائية معقدة أو مواد قد تكون ضارة. هذا النهج الأبسط يجعله أكثر أمانا وأسهل في الأداء ويقلل من المضاعفات المحتملة.

-تعدّد الاستخدامات: تسمح هذه الطريقة بربطها بالهلاميات المائية النظيرة لها. يمكنه الانضمام بشكل فعال إلى طبقات مختلفة من الهيدروجيل، والبوليمرات المختلفة، وحتى المواد الأخرى، مما يوسع بشكل كبير إستعمالاته المحتملة في مختلف المجالات.

من أبرز الاستخدامات الأكثر انتشارًا لهذا الهيدروجيل هو الاستعمالات الطبية. إن التطعيم السريع والفعال للهلاميات المائية يفتح إمكانيات جديدة في مجال الطب. تتيح هذه المواد الشبيهة بالهلام، والتي يمكن تعديل صلابتها، للخبراء هندستها بحيث تتمتع بخصائص ميكانيكية مشابهة لأنسجة معينة. هذه الميزة تفتح المجال لمختلف الاستعمالات الطبية.

على سبيل المثال، يمكننا دمج إلكترونيات مرنة في هذه الهلاميات المائية للتشخيص الطبي عند الطلب. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي هذه الطريقة إلى إنتاج طبقات ذاتية اللصق، خاصة لأجزاء الجسم التي يصعب تلبيسها.

وقد نشرت نتائج هذا البحث في مجلة الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS) Proceedings of the National Academy of Sciences.