Μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμο στην περιποίηση τραυμάτων, τη δημιουργία τεχνητού δέρματος και την προώθηση ιατρικών θεραπειών
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Άαλτο στη Φινλανδία και το Πανεπιστήμιο του Μπάιροϊτ στη Γερμανία δημιούργησαν ένα επαναστατικό υλικό με μοναδική δομή που μιμείται τις ιδιότητες του ανθρώπινου δέρματος. Πιο συγκεκριμένα, η υδρογέλη η οποία αναπτύχθηκε μπορεί όχι μόνο να είναι ανθεκτική και ευέλικτη, αλλά επουλώνεται όπως το ανθρώπινο δέρμα. Χάρη στα νανοφύλλα αργίλου και ειδικά πολυμερή, το προϊόν μέσα σε 4 ώρες μπορεί να αποκατασταθεί σε ποσοστό 80-90% και να επουλωθεί πλήρως σε μόλις 24 ώρες.
Μέχρι τώρα, η ανάπτυξη ενός υλικού που θα συνδύαζε την ανθεκτικότητα, την ευελιξία και την ικανότητα της αυτοθεραπείας αποτελούσε πρόκληση για την επιστημονική κοινότητα. Ωστόσο, η νέα υδρογέλη φαίνεται πως θα μπορούσε να αποτελεί λύση. Σύμφωνα με έκθεση που δημοσιεύθηκε στο Nature Materials, η ερευνητική ομάδα βελτίωσε ήδη υπάρχουσα υδρογέλη προσθέτοντας εξαιρετικά λεπτά νανοφύλλα αργίλου, τα οποία είναι μαλακά. Το νέο υλικό που προέκυψε με την ξεχωριστή δομή, επιτρέπει την επούλωση έπειτα από βλάβη.
Μια θεμελιώδης ανακάλυψη
Η καινοτομία αυτή μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμη στην περιποίηση τραυμάτων με «έξυπνους» επιδέσμους, τη δημιουργία τεχνητού δέρματος, τη ρομποτική και τη χορήγηση φαρμάκων, αλλά και την προώθηση ιατρικών θεραπειών με στόχο την ταχύτερη ανάρρωση εγκαυμάτων. Οι ερευνητές ανέμιξαν σκόνη μονομερών με νερό που περιείχε νανοφύλλα και στη συνέχεια τοποθέτησαν το μείγμα κάτω από λάμπα UV, ακολουθώντας διαδικασία παρόμοια με αυτή για το μανικιούρ με βερνίκι τζελ. Επισημαίνεται πως μια μεμβράνη υδρογέλης με πάχος ενός χιλιοστού, περιέχει περίπου 10.000 στρώματα νανοφύλλων, καθιστώντας το υλικό τόσο πυκνό όσο το ανθρώπινο δέρμα, αλλά παράλληλα ελαστικό και ευέλικτο.
Διαπιστώθηκε ότι η υπεριώδης ακτινοβολία προκαλεί τη σύνδεση των μεμονωμένων μορίων μεταξύ τους, δημιουργώντας ένα ελαστικό στερεό, μια υδρογέλη. Οι λεπτές συνδέσεις των πολυμερών τυλίγονται μεταξύ τους, σαν μικροσκοπικά νήματα από μαλλί, και ως αποτέλεσμα δεν γίνεται διάκριση ανάμεσά τους. Αν το υλικό κοπεί, τα νήματα αρχίζουν και πάλι να τυλίγονται μεταξύ τους.
Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι τέσσερις ώρες έπειτα από τομή με μαχαίρι, το «τραύμα» επουλώθηκε κατά 80-90%, ενώ σε μία ημέρα, το υλικό αποκαταστάθηκε πλήρως. Όπως εξηγούν οι ερευνητές, οι υδρογέλες αυτού του τύπου αποτέλεσαν πρόκληση για μεγάλο διάστημα, αλλά τώρα η δημιουργία τους μπορεί να φέρει την επανάσταση στην ανάπτυξη νέων υλικών.
Ο ακαδημαϊκός Όλι Ικάλα του Πανεπιστημίου Άαλτο που συμμετείχε στη μελέτη, εστίασε στην χρήση του υλικού στη σύνθεση «δέρματος» για ρομπότ, το οποίο θα μπορεί να αποκατασταθεί μόνο του: «Φανταστείτε ρομπότ με ανθεκτικό δέρμα που αυτοθεραπεύεται ή συνθετικούς ιστούς που επιδιορθώνονται μόνοι τους». Βέβαια, επισημαίνει ότι υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος μέχρι την πραγματική εφαρμογή του, αλλά όπως τόνισε πρόκειται για μια θεμελιώδη ανακάλυψη που θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τις αρχές του σχεδιασμού υλικών.
Επιπλέον, δεν έχει δοκιμαστεί ακόμα σε ανθρώπους και δεν έχει λάβει καμία έγκριση από επίσημο φορέα και αν φτάσει ποτέ στην αγορά, δε θα αρκεί αυτό για τη διαχείριση των τραυμάτων, καθώς εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Αν παρ’όλα αυτά, προχωρήσει η παραγωγή κι η διανομή του υλικού θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε διάφορους τομείς.
Σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο Άαλτο θα μπορούσε να εφαρμοστεί:
-Στην ρομποτική, ως τεχνητό δέρμα, στο οποίο μπορούν να φιλοξενηθούν αισθητήρες αφής.
-Στις βιοϊατρικές συσκευές, ως συνθετικός δερματικός επίδεσμος για να καλύπτει πληγές και να βοηθά στην επούλωσή τους.
-Στη χορήγηση φαρμάκων για την ελεγχόμενη απελευθέρωση ουσιών.
Επιπλέον, μπορεί να ενσωματωθεί σε βιοαισθητήρες που ανταποκρίνονται σε ερεθίσματα για να σχηματίσει «έξυπνους» επιδέσμους που ανταποκρίνονται στο pH, τη θερμοκρασία ή τους δείκτες μόλυνσης.
