यहां तक कि आधुनिक चिकित्सा की प्रगति के साथ, डॉक्टर अभी भी तकनीक के साथ घावों को सील कर देते हैं जो ऑपरेटिंग कमरे की तुलना में शिल्प मंडलियों के लिए अधिक उपयुक्त हैं: स्टेपल, सिलाई किट और गोंद। एक नए आविष्कार के लिए धन्यवाद, चिकित्सा चिपकने वाले विज्ञान को एक आधुनिक सुधार मिल सकता है। शोधकर्ताओं ने सचमुच एक अप्रत्याशित स्रोत-स्लग से एक नए सुपर-मजबूत गोंद को तैयार करने के लिए पत्थरों को बदल दिया।
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चिकित्सा चिपकने में वर्तमान सोने का मानक सुपरग्लू के अलावा और कोई नहीं है। सुपरग्लू, साइनाक्रायलेट में सक्रिय यौगिक, वहां से सबसे कठोर पदार्थ है, लेकिन मजबूत होने के नाते यह इसके लिए जा रहा है। सुपरग्लू गीली सतहों से नहीं चिपकेगा, जो रक्तस्राव के घाव के साथ एक समस्या है। एक बार एक सूखी सतह पर लागू करने के बाद, यह तुरंत एक कठोर और बेकार प्लास्टिक में जम जाता है जो उपचार के दौरान शरीर के साथ बढ़ने के बजाय टूट जाता है। चीजों को बंद करने के लिए, यह जीवित कोशिकाओं के लिए विषाक्त हो सकता है।
"कभी-कभी यह आश्चर्य की बात है, है ना?" डॉक्टर्स के लिए उपलब्ध देहाती suturing तरीकों के डेविड Mooney कहते हैं। मूनी हार्वर्ड विश्वविद्यालय में बायोइंजीनियरिंग के एक प्रोफेसर हैं जिनका शोध प्राकृतिक दुनिया को चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए नई सामग्री डिजाइन करने के लिए लगता है। "विकासवादी प्रक्रिया से अधिक जीवों को विभिन्न स्थितियों का सामना करना पड़ता है, " वे कहते हैं। यह एक लाख साल लग सकता है, लेकिन उस समय में एक जीव एक खोल के पुनर्निर्माण या एक घाव को पैच करने का सबसे सुंदर और प्रभावी तरीका पा सकता है। एक प्रधान बंदूक के लिए मनुष्य पहुंचते हैं।
मूनी और उनकी टीम ने कोशिश की कि जानवरों के साम्राज्य की थोड़ी-बहुत समस्याओं को मानव निर्मित समाधान में लाया जाए। वे इसे "बायोइन्स्पिरेशन" कहते हैं। जियोउ ली, जो मूनी की लैब में पोस्टडॉक्टरल फेलो हैं, ने एक अनुकरणीय उम्मीदवार की खोज शुरू की जो घावों को सील करने और सर्जिकल सेटिंग में जान बचाने के लिए आवश्यक ताकत और लचीलेपन का गढ़ था। साहित्य पर विचार करने के बाद, "[हमने] यह बहुत ही शानदार प्राणी पाया, " ली कहते हैं। "कामचोर।"
एरियन सबफ़सकस एक आम नारंगी स्लग है जो दुनिया भर के उत्तरी समशीतोष्ण क्षेत्रों में रहता है। इसके सुरक्षात्मक बलगम ने एक नई चिकित्सा गोंद को प्रेरित किया है। (विकिमीडिया कॉमन्स) अरियन सबफ़सकस , सवाल में सुस्त , एक अप्रत्याशित उम्मीदवार की तरह लग सकता है। ये बेरहम, जंग खाए हुए नारंगी रंग के मोलस्क, बागानों में एक सरल जीवन जीते हैं और दुनिया भर के उत्तरी समशीतोष्ण क्षेत्रों में अपने स्वयं के व्यवसाय को ध्यान में रखते हुए लॉग करते हैं। यही है, जब तक कुछ उनके साथ खिलवाड़। यदि एक भूखा शिकारी एक कुतरने की कोशिश करता है, तो स्लग रक्षात्मक बलगम के एक कैश का विस्फोट करता है।
"जब मैंने इन स्लग्स की खोज की और उनमें से एक को उठाया, तो मुझे पता था कि यह सामग्री वास्तव में आश्चर्यजनक थी, " एंड्रयू स्मिथ कहते हैं, इथाका कॉलेज में जीव विज्ञान के प्रोफेसर और मोलस्क श्लेष्म के जैव रासायनिक गुणों में एक विशेषज्ञ जो अध्ययन में शामिल नहीं थे। । "यह सचमुच स्लग के पीछे से निकलता है और सेकंड में वास्तव में कठिन, लोचदार जेल में सेट होता है, " वे कहते हैं।
स्मिथ कहते हैं, "जो चीज इसे रोमांचक बनाती है वह यह है कि यह सामग्री बहुत कठिन है।" इसे रबर बैंड की तरह अपनी लंबाई से 10 गुना ज्यादा लंबा खींचा जा सकता है, जो स्नैप नहीं करेगा। यह कठोर हो सकता है, लेकिन लचीला रहता है। सुपरग्लू के विपरीत, यह गीली सतहों पर काम करेगा। और यह सुपर, सुपर चिपचिपा है। वास्तव में, स्मिथ अभी भी अपने प्रयोगशाला उपकरणों को डी-गुन करने के लिए संघर्ष कर रहा है।
बलगम की शक्ति से संक्रमित, उसने यह पता लगाने के लिए कि यह कैसे काम किया।
"एक विशिष्ट जेल की तरह जेल-ओ कठोर है, लेकिन यह भंगुर है - यदि आप इस पर एक चम्मच दबाते हैं तो यह विभाजित हो जाता है, " स्मिथ कहते हैं। झुग्गियां मजबूत होने का एक तरीका है जहां जिलेटिनस डेसर्ट कमजोर हैं। उन्होंने पाया कि बलगम 97 प्रतिशत पानी है, लेकिन दो अलग-अलग पॉलिमर के साथ बुना जाता है। पहले एक जाल जाल की तरह आयोजित किया जाता है; यह मजबूत रीढ़ प्रदान करता है। जाल के माध्यम से पेचीदा व्यापक बहुलक श्रृंखलाएं होती हैं जो लंबी दूरी तक फैली हुई जाल को एक साथ रखती हैं। यह तथाकथित डबल मैट्रिक्स स्लग के बलगम की ताकत और लचीलेपन की कुंजी है।
फिर स्लग सकारात्मक चीज को प्रोटीन के साथ अस्तर करके पूरी चीज को चिपचिपा बनाते हैं जो परमाणु वेल्क्रो की तरह कार्य करते हैं, इसे ऊतक सतहों पर नकारात्मक आरोपों से बांधते हैं। शुद्ध परिणाम? जब एक शिकारी एक स्लग स्नैक के लिए जाता है, तो अभेद्य गोंद से भरा मुंह। या, एक उपन्यास के लिए एकदम सही प्रेरणा, अल्ट्रा-मजबूत चिकित्सा चिपकने वाला।
यह कठिन चिपकने वाला एक सुअर दिल पर लागू किया गया था और मजबूत आसंजन और स्थायित्व को दिखाने के लिए बढ़ाया गया था। (क्रेडिट: जियानयु ली एट अल।, साइंस 2017)स्लग बलगम को चिह्नित करने वाले स्मिथ के काम के आधार पर, ली ने एक सिंथेटिक चिपकने में अपने गुणों को दोहराने के लिए निर्धारित किया। मूनी और ली बताते हैं कि उनके आविष्कार को बनाने के लिए किसी भी बाग़ी को कभी भी नुकसान नहीं पहुंचाया जाएगा। "हमारी सामग्री में स्लग बलगम का कोई तत्व नहीं है, " मोनी कहते हैं। "हमने इसे प्रेरणा के रूप में इस्तेमाल किया।"
कुछ वर्षों के परीक्षण और त्रुटि के बाद, ली ने एक प्रोटोटाइप का निर्माण किया जो स्लग के टिकाऊ डबल मैट्रिक्स गुणों को पूरी तरह से नकल करता है, जो कि वे आज साइंस जर्नल में एक अध्ययन में वर्णन करते हैं। शीर्ष परत एक हाइड्रोजेल है जिसे आवश्यक आकार में काटा जा सकता है। दूसरी परत को हाइड्रोजेल के तरल के रूप में लागू किया जाता है और रासायनिक संबंध को सक्रिय करता है। "यह स्कॉच टेप है जो कुछ बहुत ही लोचदार से जुड़ा हुआ है और ऊतकों के साथ आसानी से आगे बढ़ सकता है, " मोनी कहते हैं।
जब यह सर्जिकल सेटिंग में समय पर आता है तो नया चिपकने वाला मीठा स्थान हिट करता है। "ऐसा नहीं है यदि आप गलती से इसे अपनी त्वचा पर छूते हैं तो यह अटक जाता है और आप इसे बंद नहीं कर सकते, " मूनी कहते हैं। चिपकने वाले को जगह पाने के लिए सर्जन के पास लगभग 10 सेकंड होंगे। एक बार सेट होने पर, चिपकने वाला "ऊतकों द्वारा अनुभव किए गए तनाव और तनाव को समायोजित कर सकता है, " ली कहते हैं - धड़कता हुआ दिल, साँस लेना और आंदोलन की तरह।
एक प्रोटोटाइप के साथ, टीम ने अपने चिपकने वाले को परीक्षण के लिए रखा। उन्होंने यांत्रिक स्ट्रेचिंग प्रयोगों का प्रदर्शन किया, घायल चूहे की लीवर को चिपकने के लिए चिपकने वाले का उपयोग किया, और यहां तक कि एक धड़कते हुए सुअर के दिल में एक बड़े दोष को सील करने में अपनी ताकत का प्रदर्शन किया। हर परीक्षण में उनके स्लग-प्रेरित चिपकने वाले सभी व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उत्पादों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं, जो लचीले ढंग से हीलिंग लीवर के साथ आगे बढ़ते हैं और दिलों को पंप करते हैं, सभी कोई विषाक्तता स्पष्ट नहीं है।
समस्याओं को हल करने के लिए प्रकृति को देखने की टीम की रणनीति कैलिफ़ोर्निया बर्कले विश्वविद्यालय में बायोइंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान के प्रोफेसर फिलिप मेस्मिथ द्वारा साझा किया गया एक मूल्य है, जिसका शोध चिपकने वाले के लिए बायोइन्स्पिरेशन के रूप में मसल्स का उपयोग करता है। "यह वास्तव में एक बहुत महत्वपूर्ण अध्ययन है, " वे कहते हैं। "बहुत अच्छी तरह से निष्पादित, और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ के साथ।" हालांकि मेस्मेरिथ में कोई तकनीकी आरक्षण नहीं था, वह ध्यान देता है कि किसी भी भविष्य के सर्जिकल अनुप्रयोगों को सामग्री को बायोडिग्रेडेबल बनाने की आवश्यकता होगी।
सौभाग्य से, इन आसंजनों का एक बायोडिग्रेडेबल संस्करण अगले गोदी पर है। एक पेटेंट लंबित होने के साथ, ली और मूनी ने यह आकलन करने की भी योजना बनाई है कि क्या उनके आविष्कार का उपयोग लोगों में सुरक्षित रूप से किया जा सकता है। "मानव रोगियों में, सुरक्षा सर्वोपरि है, इसलिए सुरक्षा में विश्वास का उच्च स्तर होने के लिए दीर्घकालिक अध्ययन होगा, " मूनी कहते हैं। वे चिपकने वाले का एक संस्करण भी विकसित कर रहे हैं जिसे उन स्थानों तक पहुंचने के लिए मुश्किल में इंजेक्ट किया जा सकता है जिन्हें पैचिंग की आवश्यकता होती है। आपके बगीचे में चट्टानों के नीचे एक निर्मल ढलान से प्रेरित होकर, ऐसा लगता है कि आकाश इस आविष्कार की सीमा है।
"हम कुछ समय के लिए स्लग पर काम कर रहे हैं, और मुझे वास्तव में विश्वास है कि यह कुछ अच्छा करने जा रहा है, " स्मिथ कहते हैं। "मैंने हमेशा महसूस किया है कि यह स्लग उल्लेखनीय था और इसमें वास्तव में उपयोगी glues के लिए नेतृत्व करने की क्षमता थी, और वाह - वे वास्तव में दिखाई दिए।"
