Pranešama, kad šventiniame filme „Grinčas“ makiažo meistrai kiekvieną dieną praleido kelias valandas protezuodami Jimo Carrey veidą, kad sukurtų ikonišką niūrų, žaliakailį būtybę. Remiantis nauju Teksaso A&M universiteto tyrimu, toks sudėtingas protezavimas, dažnai įmanomas naudojant tokias medžiagas kaip silikoninės gumos, dabar galėjo rasti netikėtą, bet naudingą biomedicinos inžinerijos pritaikymą.
Paskelbta žurnale Mokslinės ataskaitosmokslininkai sukūrė tikroviškas, į odą panašias kopijas, pagamintas iš Ecoflex – silikoninės gumos tipo, kuris gali būti platforma įvertinti bakterinių infekcijų riziką iš intraveninių kateterių ir išbandyti nešiojamus jutiklius, be kitų biomedicininių programų. Tyrimas parodė, kad „EcoFlex“ pagrindu pagamintos odos kopijos gali būti sukurtos taip, kad imituotų tikrąją odos tekstūrą, drėkinamumą ir elastingumą, imituojant sąlygas, kuriose bakterijos auga ir prilimpa.
„Manome, kad medžiaga turi didžiulį pažadą tiriant infekcijas įterpimo vietoje dėl natūraliai ant odos esančių bakterijų“, – sakė Teksaso A&M biomedicininės inžinerijos katedros magistrantas Majedas Othmanas Althumayri ir pagrindinis šio straipsnio autorius. .
„Mūsų tikslas buvo sukurti į odą panašią medžiagą su ingredientais, kuriuos būtų galima įsigyti iš lentynos. Ecoflex yra ne tik paprasta naudoti, bet ir greitai išgydoma atliekant minimalius papildomus veiksmus, todėl tai labai patogu.”
Viename kvadratiniame žmogaus odos centimetre yra maždaug milijonas bakterijų. Dažniausias iš jų yra Staphylococcus, ypač Staphylococcus epidermidis rūšis, kuri laikoma tipišku odos mikrobiomo gyventoju. Infekcijos dažnai įvyksta, kai odoje yra įpjovimų, įtrūkimų ar žaizdų, todėl bakterijos patenka į kraują.
Tiesą sakant, gana dažna infekcija ligoninėse atsiranda dėl chirurginio vamzdelių ar kateterių įvedimo į venas. Kiekvienais metais vien intensyviosios terapijos skyriuose įvyksta apie 80 000 su kateteriu susijusių kraujo infekcijų, o tai pabrėžia jo svarbą visuomenės sveikatai Jungtinėse Valstijose.
„Mes lėtai ieškome sprendimų, kaip užkirsti kelią infekcijoms iš intraveninių kateterių”, – sakė Althumayri. „Priežastis gali būti ta, kad mums trūksta gerų platformų išbandyti naujus kateterių dizainus ar nešiojamųjų biosensorių technologijas ir apmokyti darbuotojus, kad būtų galima sumažinti infekcijų skaičių.
Norėdami pašalinti šią spragą, mokslininkai kreipėsi į Ecoflex 00–35 – greitai kietėjančią, biologiškai suderinamą gumą, naudojamą įvairioms reikmėms, įskaitant specialiųjų efektų protezavimą. Pirmiausia jie sukūrė įprastų intraveninio įvedimo vietų, tokių kaip alkūnės, rankos ir dilbiai, formas. Tada, pildami Ecoflex į formas, kuriose buvo dirbtiniai kaulai ir vamzdeliai, veikiantys kaip venos, mokslininkai sukūrė į odą panašias kopijas.
Tada mokslininkai išbandė, ar Ecoflex odos kopijos turi savybių, kurios atitiko tikrosios odos savybes. Jie išmatavo kopijų drėkinamumą, bakterijų sukibimą ir mechanines savybes, tokias kaip elastingumas ir atsparumas. Tyrėjai nustatė, kad Ecoflex modeliai gali atkartoti žmogaus odos šiurkštumą 7,5 % paklaidos ribose. Be to, didelės raiškos vaizdavimas parodė, kad bakterijos gali prilipti prie odos kopijos ir ant jos augti.
Tada, atlikdami pagrindinį eksperimentą, mokslininkai imitavo intraveninį kateterio įvedimą į savo sukurtą Ecoflex rankos kopiją. Ši dirbtinė ranka efektyviai modeliavo bakterijų augimo fazes, parodydama pažadą, kad šios kopijos gali būti naudojamos įgyvendinant infekcijų kontrolės priemones ir tobulinant medicinos prietaisų, tokių kaip kateteriai, dizainą.
Tačiau mokslininkai pažymėjo, kad jų dabartiniai eksperimentai ne visiškai modeliuoja realias sąlygas.
„Reališkų odos modelių, galinčių imituoti žmogaus odą, kūrimas yra svarbus pradinis žingsnis”, – sakė Dr. Hatice Ceylan Koydemir, atitinkama tyrimo autorė ir Biomedicininės inžinerijos katedros docentė su tyrimų programa, vykdoma Teksaso A&M universiteto centre. nuotolinės sveikatos technologijoms ir sistemoms.
„Tačiau manome, kad būsimuose eksperimentuose įtraukus papildomus elementus, tokius kaip kūno skysčiai ir kitos kliniškai svarbios situacijos, bus sustiprintos mūsų išvados ir toliau patvirtinamos Ecoflex galimybės naudoti medicinoje.”
Kiti tyrimo dalyviai yra Azra Yaprak Tarman, Biomedicinos inžinerijos katedros absolventė.