Ingenieure erstellen gummiartig ’smart‘ material zur Behandlung von offenen Wunden, Infektionen und Krebs

Forscher der Syracuse University College of Engineering and Computer Science entwickeltes material-eine neue Art von shape-memory-polymer (SMP) – das könnte erhebliche Konsequenzen für die Gesundheitsversorgung.

SMPs sind weiche, gummiartige, „intelligente“ Materialien, kann die Form ändern, die in Reaktion auf äußere Reize, wie Temperaturschwankungen oder Einwirkung von Licht. Sie können halten Sie jede Form auf unbestimmte Zeit und schalten Sie zurück, wenn ausgelöst, um so zu tun.

SMPs haben viele potenzielle biomedizinische Anwendungen. Zum Beispiel sind Sie ideal, da die kardiovaskuläre stents, da Sie eine Form, die für die chirurgische insertion und ein weiteres mal positioniert in einem Blutgefäß. Die Wärme des Körpers des Patienten ist erforderlich, um trigger die Form zu ändern.

Zusammen mit Mitarbeitern an der Bucknell University, Syracuse University-Forscher haben eine SMP, kann seine Form ändern, in Reaktion auf die Einwirkung von Enzymen und ist kompatibel mit lebenden Zellen. Es erfordert keine zusätzliche Auslöser, wie eine änderung in der Temperatur. Aufgrund dieser Eigenschaften kann es reagieren, um zelluläre Aktivität wie Heilung.

„Die enzymatische Empfindlichkeit des Materials ermöglicht es, um direkt reagieren zu Zelle Verhalten“, erklärt biomedizinische Technik Ph. D. candidate Shelby L. Buffington. „Zum Beispiel, können Sie es über die Wunde, und so das Gewebe umgebaut und abgebaut, die SMP würde langsam ziehen die Wunde geschlossen. Es könnte angepasst werden, um eine Rolle in der Behandlung von Infektionen und Krebs durch die Anpassung der material – Chemie.“

Das research team umfasst Buffington, Justine E. Paul ’18, Bioingenieurwesen junior Mark M. Macios, Professor James H. Henderson und Bucknell ist Patrick T. Mather und Matthew M. Ali, Ph. D. ’18. Ihre Forschung, „Enzymatisch ausgelöste shape memory Polymere,“ wurde veröffentlicht in Acta Biomaterialia in diesem Jahr.

Das team erstellt das material mit einem Prozess namens dual electrospinning, in denen eine hohe Spannung Strom wird angewendet, um zwei-Nadel-Tipps Pumpen von zwei separaten polymer-Lösungen. Die Spannung zieht die polymer-Fasern, und Sie werden vermischt, in eine Faser-polymer-Matte. Die richtige Kombination von Fasern verleiht dem material seine Form-memory-Qualitäten.

Detaillierten in Ihrem Papier, die teams analysiert die Materialeigenschaften, Form-Gedächtnis-Leistung und cytocompatibility. Ihre Experimente haben erfolgreich gezeigt, dass die SMP die ursprüngliche Form wiedergewonnen werden können durch eine gewisse Umkehrung, oder die Verschlechterung, die von der Form und Befestigung phase.

Heute hat das Forscherteam untersucht, deren SMP in der Krebs-und Makrophagen-Zellkulturen. Sie hoffen, dass mit weiterer Forschung, entdecken Sie praktische Anwendungen für Ihr material mit den geringeren Konzentrationen von Enzymen, produziert von weniger extremen zellulären Aktivität.

„Wir erwarten, dass die Materialien, die wir entwickeln konnten, haben Breite Anwendung in der Gesundheitsversorgung. Zum Beispiel, unsere SMPs verwendet werden könnten Medikamente, die nur zu aktivieren, wenn die Ziel-Zellen oder ein organ in der gewünschten physiologischen Zustands, in den Gerüsten führen, dass die regeneration von Gewebe in Reaktion auf das Verhalten der regenerierenden Gewebe selbst, und in den Entscheidungs-Biosensoren führen, dass Patienten die Behandlung effektiver,“ Henderson sagt. „Wir sind sehr aufgeregt, um zu haben, erreicht diese zuerst enzymatisch reaktionsschnell Weg SMPs.“