تركيب هيدروجيل-شبكة لإغلاق الجروح

أثناء العمليات، يُثبتُ الشبك الجراحي عادةً على الأنسجة بواسطة مثبتات مثل الغرز والدبابيس. تشمل خصائص الشبك الجراحي التوافق البيولوجي، والمرونة، والقوة، والاختراق، ولكن الغرز والدبابيس قد تتسبب في تركيز الإجهاد وإتلاف الأنسجة. هنا، نُظهر أن وظائف الشبك الجراحي يمكن أن تُوسّع بشكل كبير من خلال تطوير مجموعة من المواد تُسمى هيدروجيل-شبكة المركبات (HMCs). تحتفظ HMCs بجميع خصائص الشبك الجراحي وتضيف واحدة أخرى: الالتصاق بالأنسجة. نصنع HMC من خلال نقع الشبك الجراحي مع سلف، وعند التجفيف، يشكل السلف شبكة بوليمرية من هيدروجيل، في تشابك ماكروطبولوجي مع ألياف الشبك الجراحي. في جراحة، يتم ضغط HMC على نسيج، وتشكل البوليمرات في الهيدروجيل روابط تساهمية مع النسيج. لتوضيح المفهوم، نستخدم هيدروجيل بولي (N-إيزوبروبيل أكريلاميد) (PNIPAAm)/شيتوزان وشبك جراحي بولي إيثيلين تيرفثالات (PET). بوجود عامل دمج حيوي، تشكل الشيتوزان والنسيج روابط تساهمية، وتصل طاقة الالتصاق إلى أكثر من 100 جول⋅م-2. عند درجة حرارة الجسم، يصبح PNIPAAm كارهًا للماء، لذا لا ينتفخ الهيدروجيل والالتصاق يكون مستقرًا. مقارنةً بالشبك الجراحي المغروس، يوزع HMC القوة على مساحة كبيرة. تم إجراء تجارب في المختبر لدراسة تطبيق HMCs في إغلاق الجروح، خاصةً على الأنسجة تحت ضغط ميكانيكي عالي. تم التحقيق في أداء HMCs على الأنسجة الحية الديناميكية بشكل أكبر في جراحة خروف.