نوعی نوار چسب دوطرفه می‌تواند جایگزین بخیه‌های جراحی شود

مهندسان مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست (MIT) با الهام از ماده‌ی چسبنده‌ای که عنکبوت‌ها از آن برای گرفتن طعمه‌ی خود استفاده می‌کنند، نوار چسب دو طرفه‌ای طراحی کرده‌اند که می‌تواند به‌سرعت بافت‌ها را به هم بچسباند. پژوهشگران در آزمایش‌هایی که روی بافت‌های مختلف موش و خوک انجام دادند، نشان دادند که این نوار چسب می‌تواند بافت‌هایی نظیر ریه‌ها یا روده‌ها را طی چند ثانیه به‌طور محکمی به هم بچسباند. آن‌ها امیدوار هستند که این نوار چسب درنهایت بتواند به‌جای بخیه‌های جراحی مورد استفاده قرار گیرد. بخیه‌های جراحی در همه‌ی بافت‌ها به‌خوبی عمل نمی‌کنند و در برخی بیماران موجب بروز عوارضی می‌شوند.

سالانه بیش از ۲۳۰ میلیون جراحی بزرگ در سرتاسر جهان انجام می‌شود و بسیاری از آن‌ها برای بستن زخم‌ها به بخیه نیاز دارند که می‌تواند موجب ایجاد فشار روی بافت‌ها، عفونت، درد و زخم شود. ژوآنهه ژائو، استاد مهندسی مکانیک و مهندسی عمران و محیط زیست مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست و نویسنده‌ی ارشد این مطالعه می‌گوید: «ما درحال ارائه‌ی رویکرد کاملا متفاوتی برای چسباندن بافت‌ها هستیم.»

پژوهشگران نشان دادند که نوار چسب دوطرفه‌ی جدید می‌تواند برای اتصال دستگاه‌های پزشکی قابل کاشت در بافت‌ها ازجمله قلب نیز مورد استفاده قرار گیرد. به‌علاوه‌، این چسب بسیار سریع‌تر از دیگرچسب‌های بافتی عمل می‌کند که معمولا برای چسباندن محکم به چند دقیقه زمان نیاز دارند و احتمال چکه‌کردن آن‌ها به قسمت‌های دیگر بدن نیز وجود دارد.

ایجاد پیوند محکم بین بافت‌ها بسیار دشوار است، زیرا آب موجود روی سطح بافت‌ها در عملکرد چسب اختلال ایجاد می‌کند. چسب‌های بافتی موجود برای چسباندن بافت به هم، مولکول‌های چسب را ازطریق آب بین دو سطح بافت منتشر می‌کنند اما این فرایند چند دقیقه یا حتی بیشتر طول می‌کشد. پژوهشگران MIT می‌خواستند چیزی طراحی کنند که سریع‌تر عمل کند. گروه ژائو قبلا چسب‌های نوآورانه‌ی دیگری را توسعه داده بودند، ازجمله نوعی چسب هیدروژلی که نسبت‌به مواد چسبنده‌ی موجود در طبیعت مانند آن‌هایی که صدف‌ها و کشتی‌چسب‌ها برای چسبیدن به کشتی‌ها و سنگ‌ها تولید می‌کنند، چسبندگی بیشتری داشت.

پژوهشگران برای ایجاد نوار چسب دو طرفه‌ای که بتواند به‌سرعت دو سطح مرطوب را به هم بچسباند، از طبیعت الهام گرفتند؛ ماده‌ی چسبنده‌ای که عنکبوت‌ها از آن برای گرفتن طعمه در شرایط مرطوب استفاده می‌کنند. این چسب عنکبوتی حاوی پلی‌ساکاریدهای بارداری است که به‌سرعت آب را از سطح بدن حشره جذب می‌کنند و نقطه‌ی خشک کوچکی را ایجاد می‌کنند که چسب بتواند به آن بچسبد. پژوهشگران برای تقلید از این فرایند و ساخت یک چسب مهندسی‌شده، ماده‌ای را طراحی کردند که نخست آب را از بافت مرطوب جذب کرده و سپس به‌سرعت دو بافت را به هم متصل می‌‌کند.

پژوهشگران برای اینکه این چسب را به‌اندازه‌ای محکم کنند که بتواند در بدن دوام بیاورد، ژلاتین یا کیتوسان (پلی‌ساکارید سختی که در پوسته‌ی حشرات یافت می‌شود) را به آن اضافه کردند. این پلیمرها به چسب این امکان را می‌دهند که برای مدت زمان طولانی شکل خود را حفظ کند. بسته به نوع کاربرد نوار چسب، پژوهشگران با تغییر مواد تشکیل‌دهنده‌ی آن می‌توانند سرعت تجزیه‌اش را در بدن کنترل کنند. ژلاتین طی چندین روز تا چند هفته در بدن انسان تجزیه می‌شود، درحالی‌که کیتوسان می‌تواند به مدت بیشتر (یک ماه یا حتی تا یک سال) در بدن بماند.

هیون وو یوک، یکی از پژوهشگران مطالعه، می‌گوید این نوع چسب می‌تواند تأثیر مهمی روی توانایی جراحان برای بستن شکاف‌ها و ترمیم زخم‌ها داشته باشد. پژوهشگران برای بررسی کاربردهای احتمالی نوار چسب دو طرفه‌ی جدید، آن را در انواع مختلفی از بافت خوک شامل پوست، روده‌ی کوچک، معده و کبد امتحان کردند. آن‌ها همچنین آزمایش‌هایی را در ریه‌ها و نای خوک انجام دادند و نشان دادند که این نوع چسب می‌تواند آسیب وارده به آن اندام‌ها را سریعا ترمیم کند. یوک می‌گوید:

بخیه‌زدن بافت‌های نرم و شکننده مانند ریه و نای بسیار دشوار است، اما به کمک نوار چسب دولایه‌ی جدید، ما طی پنج ثانیه به‌راحتی میتوانیم شکاف را ببندیم.

عملکرد این نوار در بستن جراحت وارده به مجرای گوارشی نیز خوب است. این امر می‌تواند در پیشگیری از نشتی‌هایی که گاهی پس از جراحی رخ می‌دهد، بسیار مفید باشد. این نشتی‌ها می‌توانند موجب عفونت خون و دیگر عوارض مرگ‌بار شوند.

کاشت دستگاه‌های پزشکی درون بدن کاربرد دیگری است که پژوهشگران MIT درحال بررسی آن هستند. پژوهشگران با همکاری آزمایشگاه روش (Roche) نشان دادند که این نوار چسب می‌تواند برای اتصال محکم قطعه‌ی کوچکی از پل‌ اورتان به قلب موش‌های زنده مورد استفاده قرار گیرد. در حالت معمول، این رویه بسیار پیچیده است و نیاز به جراح باتجربه دارد اما گروه پژوهشی توانست به‌آسانی وصله (پچ) را به کمک نوار چسب خود با فشاردادن چند ثانیه بچسباند و وصله چندین روز در محل خود باقی ماند.

پژوهشگران دریافتند که علاوه‌بر پچ قلبی پلی اورتان، نوار چسب می‌تواند باموفقیت، موادی نظیر لاستیک سیلیون، تیتانیوم و هیدروژل‌ها را نیز به بافت بچسباند. یوک می‌گوید:

این رویکرد، راهی ظریف‌تر، ساده‌تر و چند کاربردی برای واردکردن دستگاه‌های نظارتی (مانیتور) قابل کاشت یا دستگاه تحویل دارو فراهم می‌کند زیرا ما می‌توانیم بدون ایجاد آسیب یا عوارض ثانویه ناشی از سوراخ‌کردن بافت، این دستگاه‌ها را در بدن مستقر کنیم.

پژوهشگران اکنون درحال همکاری با پزشکان هستند تا کاربردهای دیگری را برای این نوع چسب پیدا کنند و آزمایش‌های حیوانی بیشتری انجام دهند.