テクノロジー

科学者は「スタートレック」からレーザー皮膚再生器を作成します

サイエンスフィクションユニバースのテクノロジー「スタートレック」は私たちの実生活に浸透し続けています。私たちはすでに医療用トリコーダーについて読み、ワープエンジンの開発について聞いて、フードプリンターを評価しました。今、「皮膚再生器」-傷や火傷を癒し、表皮組織の元の構造を復元できる小さなデバイスの時代が来ました。 Kaushal Regeの指導の下にあるアリゾナ大学の科学者たちは、まさにそのようなデバイスを開発しています。

Advancedマガジンが発行した記事で機能性材料の研究者は、レーザービームを使用して絹と金のナノ粒子を使用して、動物の皮膚の損傷組織を正常に修復することについて話しています。実験的テストの一環として、この技術は、ブタの腸の損傷した軟部組織だけでなく、マウスの皮膚の損傷した領域もすぐに治癒しました。科学者たちは、ブタの腸の場合、損傷した組織の2つの領域を組み合わせて作成された傷跡は、従来の傷を縫合する方法を使用するよりもほぼ7倍強いことが判明したことに注意します。

科学者は、従来の例えば、ステッチ、医療用接着剤、ステープルなどの修復方法では、傷が繰り返し開くことがあり、組織修復プロセスが遅くなります。彼らの開発はこの問題を排除することを約束します。

「我々は、損傷した組織のより速い結合とより速い回復のための方法を開発しようとしています」と、この研究の共著者であるディパンジャン・ゴーシュは述べた。

左から右:負傷後0日目と2日目に従来の縫合糸、医療用接着剤、レーザーを使用した後の創傷の状態の比較

「ヒーリング」レーザービームを使用する場合創傷部位に焦点を合わせる必要があります。実際、ビームは何も治癒せず、傷の急速な治癒につながる反応を引き起こすだけです。科学者は結合材料として、silkのfromから採取した絹タンパク質のマトリックスに金ナノチューブを配置します。皮膚に配置されたフィブロインと呼ばれるタンパク質は、皮膚細胞間の結合組織の基礎を形成するタンパク質であるコラーゲンと結合します。金ナノチューブの近赤外線にさらされると、それらは熱を生成し、それが絹タンパク質に新しい細胞結合を生じさせ、それにより損傷領域間の強いつながりを形成します。

使用される近赤外レーザーの長さは約800ナノメートルです。これは金ナノ粒子を温めるのに十分ですが、皮膚の損傷はありません。

開発者は2種類のヒーリングを作成しました「シーラント」:水の影響下で吸収されない湿った環境用、水で腐食された乾燥した環境用。最初の科学者は、ブタの腸組織の治癒中にチェックしました。治癒物質を適用した後、研究者は、治癒部位の組織の強度が、従来の縫合糸や医療用接着剤を使用した場合よりも7倍強いことに気付きました。ゴーシュによると、修復された組織は完全に正常に機能するだけでなく、無傷でも機能します。

その後、科学者は治癒をテストしました乾燥環境のための物質、実験用げっ歯類の皮膚にそれを適用します。ペーストを切開に適用し、2日後に傷を確認した後、科学者は、ステープルや医療用接着剤と比較して、非常に高い治癒効率に気付きました。さらに、アプリケーションと起動プロセス自体にかかる時間は非常に短く、約4分でした。

近赤外光が組織に深く浸透するために、Gaucheと彼の同僚は将来、彼らが開発した技術を使用して血管と神経チャネルを修復することを望んでいます。

「神経と血管の縫合は、非常に熟練した外科医であっても、一般にはるかに困難な作業です」とGhosh氏は述べています。

科学者は、絹金材料のコストが過度に高くなることはないと信じており、この場合の医療センターの主なコストはレーザー機器になるでしょう。

科学者は現在、どのように観察していますレーザーで活性化された医療用シーラントは、生きているラットで行動します。テストが成功した場合、科学者はブタに行き、最後に人々に行きます。

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