[ad_1]
(Вверху) Принцип биоразлагаемого клея, полученного путем смешивания диблок-сополимера поли(этиленгликоля) и поли(молочной кислоты) и дубильной кислоты в воде. Желтый коацерват осаждается за счет водородных связей между мицеллами блок-сополимера и дубильной кислотой и проявляет адгезию. После термообработки водородные связи перестраиваются для дальнейшего улучшения адгезии. (Внизу) Сравнение адгезии. По сравнению с использованием полимера полиэтиленгликоля (d), он может поддерживать в 10 раз больший вес при использовании блок-сополимера (e) и в 60 раз больший вес после термообработки (f). Указанные значения G’ представляют собой модуль упругости материала. Кредит: JACS Au (2022). DOI: 10.1021/jacsau.2c00241
Медицинские клеи — это материалы, которые можно применять для различных целей, таких как заживление ран, гемостаз, сосудистый анастомоз и тканевая инженерия, и ожидается, что они внесут большой вклад в развитие минимально инвазивной хирургии и трансплантации органов. Однако клеи, обладающие высокой адгезией и низкой токсичностью, а также способные разлагаться в организме, встречаются редко.
Адгезивы на основе природных белков, таких как фибрин и коллаген, обладают высокой биосовместимостью, но недостаточной адгезионной прочностью. Синтетические полимерные клеи на основе уретана или акрила обладают большей адгезией, но плохо разлагаются и могут вызывать воспалительную реакцию в организме.
Совместная исследовательская группа под руководством профессора Myungeun Seo и профессора Haeshin Lee из химического факультета KAIST разработала экологически безопасный клей из биосовместимых полимеров с использованием дубильной кислоты, источника терпкости в вине.
Исследовательская группа сосредоточилась на дубильной кислоте, природном полифенольном продукте. Дубильная кислота представляет собой полифенол, присутствующий в больших количествах во фруктовой кожуре, орехах и какао. Он имеет высокое сродство и способность обволакивать другие вещества, и мы чувствуем вяжущий вкус вина, когда дубильная кислота прилипает к поверхности нашего языка. Когда дубильная кислота смешивается с гидрофильными полимерами, они образуют коацерваты или маленькие капельки желеобразных жидкостей, которые тонут.
Если используемые полимеры биосовместимы, смесь можно применять в качестве медицинского клея с низкой токсичностью. Однако коацерваты в основном подобны жидкости и не могут противостоять большим силам, что ограничивает их адгезивные способности. Таким образом, несмотря на то, что исследования по его использованию в качестве клея активно обсуждаются, биоразлагаемый материал, демонстрирующий сильную адгезию благодаря своей высокой прочности на сдвиг, еще не разработан.
(а) Обзор метода трансплантации волос с использованием биоразлагаемого клея (справа) по сравнению с обычным методом трансплантации волос (слева), при котором пересаживаются волосы, содержащие волосяные фолликулы. После нанесения клея на кончик волоса он фиксируется на коже путем имплантации через подкожную инъекцию, возможна повторная обработка. (b) Первоначальные результаты испытаний на животных. Через день после пересадки 15 волос остается 12 прядей волос. Если вы потяните за 3 пряди волос, вы увидите, что все тело подтянуто вверх, что указывает на то, что оно прочно вросло в кожу. Все пряди волос, нанесенные без нового клеящего материала, отвалились, а в случае клея без термической обработки эффективность составила 1/7. Кредит: JACS Au (2022). DOI: 10.1021/jacsau.2c00241
Исследовательская группа нашла способ улучшить адгезию путем смешивания двух биосовместимых полимеров, одобренных FDA, полиэтиленгликоля (ПЭГ) и полимолочной кислоты (ПЛА). В то время как PEG (который широко используется в глазных каплях и кремах) является гидрофильным, PLA (известный биопластик, полученный из молочной кислоты) нерастворим в воде.
Команда объединила их в блок-сополимер, который сформировал гидрофильные агрегаты PLA в воде с окружающими их блоками PEG. Коацерват, созданный путем смешивания мицелл и дубильной кислоты, вел себя как твердое вещество из-за твердых компонентов PLA и показал модуль упругости, улучшенный в тысячу раз по сравнению с PEG, что позволило ему выдерживать гораздо большую силу в качестве клея.
Кроме того, исследовательская группа заметила, что механические свойства материала могут быть улучшены более чем в сто раз с помощью процесса нагрева и охлаждения, который используется для термической обработки металлов. Они также обнаружили, что это происходит из-за принудительного взаимодействия между массивами мицелл и дубильных кислот.
Исследовательская группа использовала тот факт, что материал вызывает минимальное раздражение кожи и хорошо разлагается в организме, чтобы продемонстрировать его возможное применение в качестве клея для трансплантации волос в эксперименте на животных. Профессор Хэшин Ли, который был пионером в различных областях применения, включая медицинские клеи, гемостатические средства и шампуни для окрашивания, сосредоточился на адгезивных способностях и низкой токсичности полифенолов, таких как дубильная кислота, и теперь с нетерпением ждет возможности улучшить ограничения существующих методов пересадки волос. которые по-прежнему связаны с переносом фолликулов и их трудно повторить
Исследование было опубликовано онлайн 22 августа в журнале JACS Au под названием «Биоразлагаемый клей на основе блок-сополимера и дубильной кислоты».
Кислота может быть ключевым ингредиентом для повышения адгезионной прочности электронных компонентов.
Jongmin Park et al, Биоразлагаемый блок-сополимер-клей с дубильной кислотой, JACS Au (2022). DOI: 10.1021/jacsau.2c00241
Предоставлено Корейским передовым институтом науки и технологий (KAIST).
Цитата: Команда разрабатывает биосовместимый клей, применимый для пересадки волос (10 октября 2022 г.), получено 11 октября 2022 г. с сайта https://phys.org/news/2022-10-team-biocompatible-adhesive-applicable-hair.html.
Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
[ad_2]
Source link
