Open wonden, veroorzaakt door ongelukken of door medische procedures zoals operaties, vereisen een goede behandeling om de genezing te versnellen en infecties te voorkomen. Hoewel hechtingen en nietjes gebruikelijke wondsluitingsmethoden zijn, kunnen ze secundair weefselletsel veroorzaken, waardoor mogelijk vloeistoffen en gassen lekken en verdoving nodig is. Weefselkleeflijmen zijn een aantrekkelijker alternatief, maar hebben vaak last van toxiciteit en zwakke hechting.

Gelukkig bieden weefselkleefpleisters een innovatieve oplossing. Ze maken nauwkeurige controle van de hechting en mechanische eigenschappen mogelijk via instelbare polymeersamenstellingen. Deze pleisters kunnen ook medicijnen rechtstreeks op wonden afleveren, waardoor het herstel wordt bevorderd. Hoewel bestaande zelfklevende pleisters met catecholamines zoals dopamine (DA) veelbelovend zijn gebleken, worden ze geconfronteerd met uitdagingen als gevolg van langzame oxidatie en zwakke binding met de polymeerruggengraat.

Tegen deze achtergrond ging een team van onderzoekers uit Korea, onder leiding van universitair hoofddocent Kyung Min Park van de Incheon National University, op zoek naar een effectieve oplossing voor deze beperkingen. Zoals gerapporteerd in hun laatste onderzoek, gepubliceerd in Composites Part B:Engineering ontwikkelden ze een nieuwe strategie om DA-bevattende weefseladhesieve gelatinehydrogels te produceren.

Hun aanpak is gecentreerd rond de toevoeging van calciumperoxide (CaO₂ ) als ingrediënt bij het bereiden van de hydrogeloplossing, waardoor op gelatine gebaseerde zuurstofgenererende weefselkleefstoffen (GOT's) ontstaan. Deze verbinding reageert gemakkelijk met water, waarbij moleculaire zuurstof vrijkomt (O₂ ), het vergemakkelijken van de oxidatie van DA-moleculen, het bevorderen van DA-polymerisatie en genezing van de wond.

"Zuurstof is een cruciaal metabolisch substraat of signaalmolecuul in het lichaam. In het bijzonder is aangetoond dat hyperoxie, wat in wezen een hoge zuurstofconcentratie betekent, wondgenezingsprocessen en weefselregeneratie vergemakkelijkt door celproliferatie, bloedvatvorming en wondremodellering te bevorderen, " legt Dr. Park uit.

Bovendien voerden de onderzoekers in vitro en in vivo experimenten uit die aantoonden dat hun GOT's de stolling, bloedafsluiting en neovascularisatie verbeterden. Deze GOT's maakten, naast hun zuurstofproductie, een gemakkelijke controle van de gelvorming en mechanische eigenschappen mogelijk, waardoor een sterke weefseladhesie in het bereik van 15–38 kPa ontstond.

Opmerkelijk genoeg vertegenwoordigen deze GOT's het eerste gerapporteerde bioadhesief, en trouwens ook het eerste weefseladhesieve materiaal dat zuurstof kan genereren. Het onderzoeksteam heeft hoge verwachtingen van het potentieel van de GOT's om een ​​kosteneffectieve oplossing te worden voor wondbehandeling in een klinische omgeving.

"We willen dit materiaal graag klinisch testen en op de markt brengen door middel van vervolgonderzoek en uiteindelijk bijdragen aan het verbeteren van de kwaliteit van het menselijk leven door de ontwikkeling van weefselkleefmaterialen van de volgende generatie die op mensen kunnen worden toegepast", besluit Dr. Park.

Meer informatie: Sohee Lee et al., Zuurstofgenererende weefselkleefstoffen via CaO2-gemedieerde zuurstofgeneratie en in situ catecholoxidatie voor wondbehandeling, Composieten Deel B:Engineering (2023). DOI:10.1016/j.compositesb.2023.110951

Aangeboden door Incheon National University