Kaméleon és sebkezelés

2021. augusztus 12-én szemlézte a Liner.hu az Inverse magazin cikkét, amely arról tudósított, hogy környezetbe olvadó kaméleonrobotot alkottak meg dél-koreai mérnökök. A külső borítására egymásra helyezett, színváltoztató kijelzőt helyeztek, valamint nanoszenzorokkal is ellátták, s így elérték, hogy képes legyen módosítani testének alapvető összetételét, vagyis a robot képes arra, hogy aszerint változtassa testszínét, hogy éppen milyen környezetbe került. E cikknek az olvasása adta az alapötletet ahhoz, hogy utána nézzek, vajon a kaméleonféléknek (Chamaeleonidae) van-e bármilyen kapcsolódása a sebkezeléshez és a sebgyógyuláshoz.

A családba 2 alcsalád, 10 nem és 188 faj tartozik. Valószínűleg több mint 60 millió éve jelentek meg a Földön. Jóllehet a feltételezések szerint Afrikából vagy Madagaszkárról (a fajok fele itt él) származnak, a legrégebbi ismert, 26 millió éves fosszíliát Nyugat-Csehországban találták. Az európai vagy közönséges kaméleon (Chamaeleo chamaeleon) elterjedési területének legészakibb pontja Spanyolország déli partvidéke, a Földközi-tenger másik partján az észak-afrikai partoktól Izraelig terjed. A kaméleon tudományos ábrázolása Conrad Gessnernek a reneszánsz kor legolvasottabb természettudományos könyvében, a „Historia animalium”-ban (Zürich, 1563) is megtalálható, amelyet Pierre Belon „De aquatilibus” (1553) c. művéből másolt. Elsőként eszünkbe jutó tulajdonsága az, hogy képes változtatni a színét. Jelenlegi ismereteink szerint ennek inkább az egyedek közötti kommunikációban van szerepe, és nem a rejtőzködés az elsődleges funkció.

Még 2011-ben Lien Van der Schueren (Gent, Belgium) és Karen De Clerck arról írtak, hogy a kaméleon textíliák a természetben található színváltó fajok mesterséges megfelelőjének tekinthetők. A textil anyagának színváltozása információt szolgáltathat a környező közegről, és a kaméleon textíliát figyelmeztető érzékelőként lehet használni. A színváltó textíliák csoportjában a halokróm textíliák, amelyek színe a pH-tól függően változik, jelentős potenciált kínálnak, mivel a természetben zajló folyamatok egész sorát érinti ez a paraméter. Például egy seb gyógyulási folyamata során a bőr pH-értéke változik. A gyógyulási folyamat előrehaladását tehát egy pH-érzékeny sebkötés jelezheti, s ezáltal elkerülhető a kötszer szükségtelen eltávolítása.

Ugyancsak 2011-ben egy ausztrál kutatónő, Louise van der Werff, egy olyan sebkötés fejlesztésén dolgozott, amely segíthet a krónikus sebek kezelésében azáltal, hogy kaméleonszerűen megváltoztatja színét, és felfedi az alatta lévő seb állapotát. Eredményeiről a Fresh Science c. folyóiratban számolt be. Célja a lakosság akár 3%-át, főként idős, elhízott vagy cukorbeteg embereket is érintő krónikus sebek, például a fekélyek monitorozásának és kezelésének javítása volt. Találmányát arra tervezték, hogy biztosítsa a sebproblémák gyorsabb diagnosztizálását és a megfelelő kezelést a gyógyulás felgyorsítása érdekében. „Intelligens kötszere” a koleszterinnek a kereskedelemben kapható olyan származékát használja, amely test hőmérsékletének változása függvényében megváltoztatja a színét. Fertőzés vagy gyulladás esetén megemelkedik az ember testhőmérséklete. A csökkenése azonban más problémákra is utalhat, például a sebszövet vérellátásának romlására. Van der Werff kidolgozta, hogyan építse be a színváltó molekulát egy rostos anyagba.

2017-ben intézete, a CSIRO arról számolt be, hogy létrehoztak egy kötszert, amely megváltoztatja a színét, amikor a seb felmelegszik a fertőzéstől. A szál a felületi sebeken kívül másra is használható, például rákos sejtek megfigyelésére. 2020-ban a Healthcareglobal.com már arról is tudósított, amennyiben egy seb megfertőződött, az intelligens kötés színe vörösre vált, amint a seb körüli hőmérséklet emelkedett. Ugyanakkor, ha kékre változik, akkor a hőmérséklet csökkent, ami a vérellátás zavarát jelzi.

Idén, 2021. április 17-én vált online olvashatóvá Yuxuan Yang (Hszian, Kína) és munkatársai tanulmánya, amelyben arról számoltak be (Bioactive Materials), hogy egyesítették az imidazolidinil-karbamiddal megerősített poliuretán (PMI) hidrogél és a csersav (TA) előnyeit, hogy bioaktív, bőr utánzó hidrogél szalagokat hozzanak létre különböző alkalmazásokhoz, beleértve a vérzéscsillapítást, a fertőzésgátlást, a sebhibák gyógyítását és a bőrmetszés kezelését diabéteszes egereken. A PMI-t először a hidroxil-izocianát segítségével szintetizálták, majd TA-val töltött PMI-hidrogéleket (TAP-hidrogéleket) készítettek a PMI-film TA-oldatba áztatásával.

Egy korábbi beszámolóban szereplő, bőrutánzó hidrogélekkel végzett többszörös szintetizálási lépésekhez képest náluk az összes alapanyag kereskedelmi forgalomban kapható, és a TAP hidrogél előkészítési folyamata egyszerű volt. Itt „lép a színre” a kaméleon, mert a kínai szerzők által hivatkozott publikáció Yixiao Dong (Atlanta, USA) és munkatársai 2019-ben, az ACS Nano szaklapban megjelent, Chameleon-Inspired Strain-Accommodating Smart Skin (kb. Kaméleon ihletésű, deformáció-támogató intelligens bőr) c. munkája. A célkitűzésük az volt, hogy reagáló anyagokat ágyazzanak be egy mechanikusan illeszkedő scaffold-polimerbe, általános keretet biztosítva a mesterséges intelligens bőrök jövőbeli tervezéséhez. Kifejlesztettek egy rugalmas, intelligens bőrt, amely reagál a hőre és a napfényre. A kutatók mágnesekkel rendezték el a vas -oxidot tartalmazó fotonikus kristályok mintáit egy hidrogélben. Ezután ezeket a tömböket beágyazták egy második, nem-színváltoztató hidrogélbe. A második, ruganyos hidrogélt mechanikusan illesztették az első hidrogélhez, hogy kompenzálják a fotonikus kristályok közötti távolság eltolódását. Melegítéskor ez az intelligens bőr (a címben jelzett SASS) megváltoztatja a színét, de közel állandó méretet tart fenn.

A Yuxuan Yang vezette kutatócsoport úgy összegezte eredményeit, hogy 30%-os TAP nem csak felgyorsította a bőr incízió és a defektus gyógyulását a gyulladás modulációjával, a kollagén lerakódásának elősegítésével és a vascularizációval, hanem kiemelkedő terápiás hatásosságot mutatott a S. aureus fertőzött bőrmetszéssel diabéteszes egereken. A TAP hidrogél különböző előnyei miatt nagy potenciállal rendelkeznek, mint bioaktív hidrogél szalagok a különféle sebek kezelésére klinikai alkalmazásokban. Várhatóan a „kaméleon-tulajdonságokkal” rendelkező anyagok kutatása és fejlesztése töretlenül folytatódik tovább.

Az illusztrációk forrása a Pixabay.com.

Figyelem! Az eredeti poszt megjelenése után a blogbejegyzéseink csak igen ritkán frissülnek. Mivel az orvostudomány és az egészségipar folyamatosan fejlődik, egyes megállapítások már idejüket múlhatták, ezért feltétlenül figyelje a közzététel időpontját, és – ami még fontosabb – keresse a minél frissebb információkat!