Je plakt niet zomaar een pleister op een wond aan de hartspier. Die zou door de constante bewegingen maar moeilijk blijven zitten. Het Zwitserse onderzoekscentrum Empa heeft daarvoor een oplossing gevonden. De wetenschappers ontwikkelden een weefselvriendelijke lijm die blijft plakken op een kloppend hart en ook nog eens elastisch blijft. De inspiratie daarvoor was de enorme kleefkracht die een zeemossel heeft.
Hartweefsel kan beschadigd raken dor een infarct. Het kan ook door een aangeboren afwijking komen. Er wordt over de hele wereld al gezocht naar zo’n hartpleister.
De zeeschelp heeft een gespierde voet die zich kan hechten aan rotsen, boten en steigers. Dat doen ze door klieren fijne hechtingsdraden te laten uitscheiden. Dat wordt ook wel mosselzijde genoemd. De hechtingsdraden zijn bestand tegen het water en blijven toch zeer elastisch. Deze kenmerken zijn toe te schrijven aan twee eiwitten: mfp-3 en de bijzonder zwavelhoudende mfp-6. Deze zogenaamde structuureiwitten hebben uitstekende mechanische eigenschappen en worden door levend weefsel goed verdragen. Dit maakt ze bijzonder interessant voor de biogeneeskunde.
Lijm op basis van collageen
Empa-onderzoekers gingen er echter in eerste instantie van uit dat collageen de basis moest zijn voor de lijm. Collageen is een eiwit dat ook voorkomt in menselijk bindweefsel en pezen, verklaart Claudio Toncelli , hoofd van het onderzoek in het Biomimetic Membranes and Textiles-Labor in St.Gallen.
Collageen heeft een netwerkstructuur die al heel dicht in de buurt komt van enkele natuurlijke eigenschappen van menselijk bindweefsel. Het hydrocolloïde is echter niet stabiel bij lichaamstemperatuur, maar vloeibaar. De onderzoekers moesten dus een manier vinden om de gelatine extra eigenschappen te geven.
Elastische kleefkracht
De elastische kleefkracht van mosselzijde is te danken aan de interactie van de eiwitten die het bevat. De golvende krachten onder water zijn vergelijkbaar met de bewegingen die worden veroorzaakt door de pulserende hartspier. Hierdoor kwam mosselzijde naar voren als een geschikt model voor de kleefstof voor het hartspierweefsel.
Toncelli’s team combineerde de gelatine-biopolymeren met functionele chemische eenheden die vergelijkbaar zijn met die van de mosselzijde-proteïnen mfp-3 en mfp-6. Bij het aanbrengen van deze gelatine-zijden-gel ontstaan er netwerken structuureiwitten wat leidt tot een stabiele verbinding tussen de wondoppervlakken.
Goed verdraagbaar voor menselijk weefsel
De onderzoekers hebben in laboratoriumexperimenten al onderzocht hoe goed de nieuwe lijm daadwerkelijk kleeft. Deze experimenten hebben aangetoond dat de lijm bestand is tegen een druk die gelijk is aan de menselijke bloeddruk, verklaart Empa-onderzoeker Kongchang Wei. Experimenten met celkweek bevestigen ook de goede weefselcompatibiliteit. Nu moet de lijm zo snel mogelijk geschikt worden gemaakt de klinische toepassing.
Ook interessant:
Magnetische nieuwe, verbeterde technologie voor hartpompen
Hartpleister om de samentrekking na een hartaanval te verbeteren
