Băng dính hoạt tính
Những vật liệu y tế này (thường là băng gạc dính) có thể giữ ẩm, giảm đau và khiến vết thương khó tiếp xúc với các vi khuẩn truyền nhiễm, nhưng những vật liệu y tế thông thường (bông, băng, gạc y tế) không hỗ trợ tích cực quá trình chữa lành vết thương.
Trong những năm gần đây, công nghiệp y tế phát triển một số băng vết thương phức tạp hơn, những băng này có thể kiểm soát một số tính đặc trưng chữa lành vết thương như độ pH và nhiệt độ, đưa trị liệu đến vị trí vết thương, nhưng những vật liệu y tế rất khó sản xuất, đắt tiền và khó điều chỉnh, hạn chế khả năng sử dụng rộng rãi trong cộng đồng.
Hiện nay các nhà khoa học để xuất một phương pháp mới, có thể sản xuất trên quy mô lớn nhằm tăng tốc độ chữa lành vết thương, vật liệu y tế mới được phát triển trên cơ sở hydrogel (chuỗi polymer), có tính năng cơ học cao, co giãn, dẻo, độ bám dính cao và khả năng kháng khuẩn, được gọi là băng dính hoạt tính (AADs).
Vật liệu y tế được phát triển bởi các nhà nghiên cứu thuộc Viện nghiên cứu kỹ thuật sinh học Wyss thuộc Đại học Harvard, Trường kỹ thuật Khoa học ứng dụng Harvard mang tên John A. Paulson (SEAS) và Đại học McGill, sản phẩm AAD có thể khép miệng vết thương nhanh hơn đáng kể so với các phương pháp khác và ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn mà không cần cho bất kỳ thiết bị nào hoặc chất kích thích bổ sung.
Công nghệ mới có khả năng được sử dụng không chỉ cho các vết thương ngoài da, mà còn cho các vết thương mãn tính như loét do tiểu đường và loét do thường xuyên cọ sát với đồ vật (loét áp lực), đưa thuốc trị liệu trực tiếp đến vị trí tổn thương, hỗ trợ các liệu pháp điều trị bằng robot mềm (soft robotics).
Vật liệu y tế AAD lấy ý tưởng từ quá trình phát triển phôi thai và trẻ em mới sinh, làn da có thể tự chữa lành các vết thương hoàn toàn mà không hình thành mô sẹo. Thực hiện quá trình này, các tế bào da phôi tại vị trí vết thương phát triển các sợi protein actin, có khả năng co các mép vết thương lại với nhau, giống như một túi dây rút kéo kín.
Các tế bào da dần mất khả năng này sau khi trẻ em phát triển qua một độ tuổi nhất định, bất kỳ tổn thương nào xảy ra sau thời điểm đó đều gây ra viêm loét và thành sẹo trong quá trình chữa lành.
Lực kết dính gấp 10 lần băng dính hiện nay
Để mô phỏng các lực co bóp khiến cho vết thương trên da đóng lại, các nhà nghiên cứu mở rộng thiết kế các miếng hydrogel dai, dính đã phát triển trước đó, thêm vào một loại polymer chịu tác động nhiệt có tên là PNIPAm, cả hai loại polymer đều không thấm nước và sẽ co lại ở 90 độ F (32oC). Miếng Hydrogel lai sẽ co lại khi tiếp xúc với nhiệt độ cơ thể và truyền lực kéo của thành phần PNIPAm đến các mô da dính chặt bên dưới trong sự liên kết giữa hydrogel alginate và mô biểu bì. Các nhà khoa học cũng tăng cường các hạt nano bạc, tích hợp trong AAD nhằm tăng cường khả năng chống vi khuẩn.
Vật liệu y tế (miếng dán) AAD khi dán trên da lợn có lực kết dính gấp 10 lần lực dính của Band-Aid, ngăn vi khuẩn phát triển. Rõ ràng công nghệ băng dính này tốt hơn rất nhiều so với hầu hết các sản phẩm bảo vệ vết thương được sử dụng phổ biến hiện nay.
Để kiểm tra khả năng khép miệng vết thương của AAD, các nhà nghiên cứu thử nghiệm dán trên da chuột, kết quả cho thấy miếng dán làm giảm kích thước của vùng vết thương khoảng 45%, trong khi các miếng dán y tế khác hầu như không thay đổi diện tích, vết thương kín miệng nhanh hơn phương pháp điều trị có sử dụng microgels, chitosan, gelatin và các loại hydrogel khác. AAD cũng không gây ra phản ứng viêm nhiễm hoặc dị ứng, cho thấy vật liệu y tế hoàn toàn an toàn khi sử dụng đối với các mô tế bào sống.
Theo Jianyu Li, cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Wyss, đồng tác giả dự án nghiên cứu, có thể điều chỉnh lượng đóng vết thương bằng cách thêm các lượng monome acrylamide khác nhau Tính chất kết dính tăng cường này sẽ rất hiệu quả khi dán miếng băng dính lên vết thương trên khớp như khuỷu tay.
Ông Freedman cho biết: “Chúng tôi đang tiếp tục nghiên cứu này để tìm hiểu thêm về cách các tín hiệu cơ học của AAD, tác động đến quá trình sinh học chữa lành vết thương, những diễn biến của miếng dán AAD với các nhiệt độ khác nhau, vì nhiệt độ cơ thể có thể thay đổi ở các vị trí khác nhau.
