חוקר המכון הפוליטכני של וורצסטר (WPI) מפתח מעמד חדש של דבקים רפואיים על ידי איחוד הידרוגלים ופולימרים דמויי דבק לחיבור רקמות אנושיות בבטחה ואמינות למכשירים טיפוליים המושתלים בגוף, כמו פוצזת פייס, משאבות אינסולין ומפרקים מלאכותיים.
ג'יאווי יאנג, עוזר פרופסור במחלקה להנדסת מכונות וחומרים המזוהים עם המחלקה להנדסה ביו -רפואית, זכה בפרס קריירה יוקרתי של 644,659 דולר, מהקרן הלאומית למדע, ליצירת דבקים ביולוגיים שיכולים לספק הדבקה חזקה, ויציבה עם הדרישות המכניות על רקמות ביולוגיות.
מכשירים רפואיים ובני אדם עשויים מחומרים שונים מאוד. מכשירים רפואיים עשויים לרוב מחומרים קשים, כמו מתכת או פלסטיק. רקמות אנושיות בדרך כלל רכה ורטובה. יש צורך קריטי בדבקים טובים יותר שהם רכים ורטובים, כמו רקמות אנושיות, לסרוג יחד רקמות ומכשירים. דבקים טובים יותר יכולים לעבוד טוב יותר עם הגוף וישפרו משמעותית את שירותי הבריאות ואת איכות החיים עבור חולים. "
Jiawei Yang, עוזר פרופסור, המחלקה להנדסת מכונות וחומרים, המכון הפוליטכני של וורצסטר
כחלק מפרויקט חמש שנים שלו, יאנג ישתף פעולה עם ד"ר סטפן פבל בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס כדי לפתח טלאי לב הידרוגל עמוס בתרופות לטיפול בפרפור פרוזדורים, סוג של פעימות לב לא סדירות. הוא גם ייצר תוכניות חינוך ומחקר על הידרוגלים לילדים ולסטודנטים במכללות. סטודנט לתואר שלישי ג'יאטאי סאן יעבוד על הפרויקט עם יאנג.
יאנג אמר כי "יש הרבה יישומים פוטנציאליים עבור ביו -הדבקות חדשות". "הם עשויים לשמש לזווג אלקטרודות המושתלות בגוף לטיפול במחלת פרקינסון או לנהל ולטפל באי ספיקת לב. ניתן היה לשלב אותם גם עם חומרים טיפוליים כדי לרפא סחוס פגום או לייצר רקמות חדשות ובריאות."
הידרוגלים הם חומרים המורכבים ממים ורשתות של פולימרים, שהם מולקולות גדולות מאוד. תחבושות פצעים, עדשות מגע וחומרים סופגים בחיתולים הם כולם דוגמאות להידרוגלים.
הדבקות ביולוגיות של הידרוג'ל שימשו לרוב ברפואת חירום לפגיעות באופן זמני, פצעים קרובים ורקמות חותמות. עם זאת, הם פחות מתאימים לשימוש לטווח הארוך בגוף, במיוחד בהשתלה, מכיוון שהם לא יכולים לספק הידבקות חזקה ויציבה תוך התאמת התכונות המכניות של רקמות היעד בגוף, אמר יאנג.
יאנג אמר כי "תכונות מכניות של רקמות אנושיות משתנות באופן משמעותי. רקמת המוח רכה ביותר וזקוקה להידרוג'ל רך במיוחד, ואילו הידרוגל המשמש עם סחוס צריך להיות נוקשה מספיק כדי לכופף ולשאת משקל", אמר יאנג. "גודל אחד לא מתאים לכולם בכל מה שקשור להדבקות ביולוגיות."
פרסי קריירה תומכים בחוקרים בקריירה מוקדמת במכללות ובאוניברסיטאות כאשר הם משיקים את פעילויותיהם המקצועיות ומניחים את היסודות למחקר עתידי. יאנג הצטרף לפקולטה ל- WPI בשנת 2024 לאחר שהשתתף בתואר שלישי באוניברסיטת הרווארד ועבד כעמית מחקר בבית החולים לילדים בבוסטון ובמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס.
