مهندسان MIT از ترشحات صدف و مخاط برای ساخت چسبی جلوگیری‌کننده از عفونت استفاده می‌کنند

برای پیشرفت زیست‌پزشکی، محققان MIT با ترکیب مکانیزم‌های چسبندگی صدف‌ها و ماهیت محافظتی مخاط، چسب جدید برجسته‌ای ایجاد کردند.

مهندسان مکانیک و زیست‌شناسی MIT و کارشناسان علوم مواد و جریان سیالات با همکاری همکارانی در برلین، هیدروژل‌های دینامیکی را توسعه دادند. آنها بر روی "یک موتیف شیمیایی" تمرکز کردند که به صدف‌ها اجازه می‌دهد به سطوح بچسبند: کاتکول‌ها و تیول‌ها، طبق گزارشی در MIT News.

به گفته MIT، در کنار خواص چسبندگی شگفت‌انگیز صدف‌ها، "استادان چسبندگی زیر آب"، محققان به ماده‌ای برای جلوگیری از آلودگی میکروب‌ها و باکتری‌ها نیاز داشتند، زیرا هدف آنها ایجاد یک چسب زیست‌پزشکی بود.

و هیچ چیز شبیه مخاط نیست. مخاط هر لایه از بدن ما را می‌پوشاند - که با پوست پوشیده نشده است - به عنوان یک دیوار لزج در برابر عوامل خارجی مزاحم مانند میکروب‌ها و باکتری‌ها. مهندسان MIT با ترکیب این دو قدرت، ژلی ایجاد کردند که به سطوح می‌چسبد - و نه فقط سطوح خشک، زیرا بدن انسان به یک ماده ضد آب نیاز دارد.

در دنیای مهندسی زیستی، دانشمندان در سال‌های اخیر به دنبال امکانات ارائه شده توسط ترکیب ترشحات صدف و مخاط برای ایجاد یک چسب برجسته هستند که با موفقیت عوامل خطرناک را دور نگه دارد.

کار جدید این تلاش‌ها را با تمرکز بر پیوند بین دو گروه شیمیایی که به صدف‌ها توانایی فوق‌العاده چسبیدن به سنگ‌ها را می‌دهد، پیش برده است: کاتکول‌ها و تیول‌ها. به عبارت دیگر، آنها منبع قدرت چسبندگی خود را شناسایی کردند. موسین، "جزء اصلی غیرآبی مخاط"، حاوی گروه‌های تیول است. دانشمندان MIT می‌خواستند با ترکیب پلیمرهای الهام گرفته از صدف با تیول‌های موسین، مایع را به ژل چسبنده تبدیل کنند.

جورج دگن به نقل از گزارش MIT News گفت: "این مانند یک اپوکسی دو قسمتی است. شما دو مایع را با هم ترکیب می‌کنید و واکنش شیمیایی شروع می‌شود به طوری که مایع جامد می‌شود در حالی که ماده به طور همزمان خود را به سطح می‌چسباند."

آنچه که به ویژه در مورد دستاورد دانشمندان MIT منحصر به فرد است، کنترلی است که آنها می‌توانند بر "سرعتی که مایعات ژله‌ای می‌شوند و می‌چسبند" داشته باشند. آنها می‌توانند این اثر را بر روی "همه سطوح مرطوب، در دمای اتاق و در شرایط بسیار ملایم" تولید کنند.

برای آزمایش "هیدروگلو" جدید الهام گرفته از صدف و مخاط، آن را یک شب روی سطوح شیشه‌ای با باکتری رسوب دادند. آنها مشاهده کردند که با موفقیت از تشکیل بیوفیلم توسط باکتری‌ها جلوگیری می‌کند. این ماده با چسب‌های موجود در بازار مطابقت داشت، بنابراین این ماده می‌تواند جایگزین واقعی چسب‌های پزشکی موجود باشد.

جالب اینجاست که کاربردهای چسب فراتر از پزشکی است، زیرا می‌توان مواد طبیعی دیگری مانند کراتین را نیز در آن گنجاند، که "توسعه مواد بسته‌بندی پایدار را امکان‌پذیر می‌کند."

مهندسان اگرچه هنوز در حال توسعه هستند، اما آرزو دارند که این چسب مایعی باشد که با تزریق یا اسپری استفاده می‌شود و به یک ژل چسبنده تبدیل می‌شود. این چسب می‌تواند به طور موثر ایمپلنت‌های پزشکی را پوشش داده و آنها را استریل کند.

دگن در پایان به MIT News گفت: "ما هیجان‌زده هستیم که یک پلتفرم طراحی مواد زیستی ایجاد کرده‌ایم که این خواص مطلوب ژل شدن و چسبندگی را به ما می‌دهد، و به عنوان نقطه شروع، برخی از کاربردهای کلیدی زیست‌پزشکی را نشان داده‌ایم. اکنون آماده گسترش به سیستم‌های مصنوعی و طبیعی مختلف و هدف قرار دادن کاربردهای مختلف هستیم."

این مطالعه در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.