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외과 봉합사
외과용 봉합사는 조직 접착제보다 더 큰 힘을 가할 수 있고 자연 치유 과정을 가속화하는 능력을 가지고 상처를 봉합하는 데 필수적입니다.분해성 및 비분해성 플라스틱, 생물학적 유래 단백질 및 금속과 같이 이러한 목적을 위해 채택된 많은 외과용 봉합재가 있지만 그 성능은 강성으로 인해 제한되었습니다.기존의 봉합사 재료는 다른 수술 후 합병증 중에서 불편함, 염증 및 치유 장애를 유발할 수 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해 몬트리올의 연구원들은 인간의 힘줄에서 영감을 받은 혁신적인 TGS(Tough Gel Sheathed) 수술 봉합사를 개발했습니다.
이 차세대 봉합사는 미끄럽지만 단단한 젤 엔벨로프를 포함하고 있어 부드러운 결합 조직의 구조를 모방합니다.TGS(Tough Gel Sheathed) 외과용 봉합사를 테스트할 때 연구원들은 마찰이 거의 없는 겔 표면이 전통적인 봉합사로 인해 일반적으로 발생하는 손상을 완화한다는 사실을 발견했습니다.
기존의 외과용 봉합사는 수세기 동안 사용되어 왔으며 치유 과정이 완료될 때까지 상처를 고정하는 데 사용됩니다.그러나 그들은 조직 복구에 이상적이지 않습니다.거친 섬유는 이미 연약한 조직을 자르고 손상시켜 불편함과 수술 후 합병증을 유발할 수 있습니다.
연구원들에 따르면, 기존 봉합사의 문제 중 일부는 연조직과 접촉하는 조직에 마찰되는 봉합사의 강성 사이의 불일치입니다.McGill 대학과 INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center 팀은 힘줄의 역학을 모방하는 새로운 기술을 개발하여 이 문제에 접근했습니다.
인간의 힘줄에서 영감을 받아
이 문제를 해결하기 위해 팀은 힘줄의 역학을 모방하는 새로운 기술을 개발했습니다.“우리의 디자인은 이중 네트워크 구조로 인해 견고하고 강한 인체인 엔도테논 외피에서 영감을 받았습니다.
그것은 엘라스틴 네트워크가 콜라겐 섬유를 강화하는 동안 콜라겐 섬유를 결합합니다.”라고 McGill University의 Jianyu Li 조교수의 지도하에 박사 과정 학생인 Zhenwei Ma가 말했습니다.
Endotenon sheath는 주변 조직과의 마찰을 줄이기 위해 미끄러운 표면을 형성하고 또한 세포와 ​​혈관을 포함하는 힘줄 손상에서 조직 복구를 위한 재료와 대량 수송 및 힘줄 복구를 전달합니다.
TGS(Tough Gel Sheathed) 외과용 봉합사는 환자의 필요에 따라 맞춤형 의료를 제공하도록 설계될 수 있다고 연구원들은 말합니다.
차세대 봉합사 재료
McGill University 봉합사는 이 덮개를 모방한 젤 봉투 내에 인기 있는 상업용 꼰 봉합사를 포함합니다.TGS(Tough Gel Sheathed) 수술 봉합사는 최대 15cm 길이로 제작할 수 있으며 장기 보관을 위해 동결 건조할 수 있습니다.
먼저 돼지 피부를 사용한 다음 쥐 모델을 사용하여 연구원들은 표준 수술 바늘과 매듭에 사용할 수 있으며 감염을 일으키지 않고 상처 봉합에 효과적임을 보여주었습니다.
TGS(Tough Gel Sheathed) 외과용 봉합사(엔도테논 시스와 병행하여)도 맞춤형 상처 치료를 제공하도록 설계할 수 있습니다.
맞춤형 상처 치료
연구원들은 봉합사에 항균 화합물, pH 감지 마이크로입자, 약물 및 항감염, 상처층 모니터링, 약물 전달 및 바이오이미징 응용을 위한 형광 나노입자를 로딩함으로써 이 원리를 입증했습니다.
“이 기술은 고급 상처 관리를 위한 다목적 도구를 제공합니다.우리는 그것이 약을 전달하고 감염을 예방하거나 근적외선 영상으로 상처를 모니터링하는 데 사용될 수 있다고 믿습니다.”라고 기계 공학과의 Li가 말했습니다.
Biomaterials and Musculoskeletal Health의 Canada Research Chair이기도 한 Li는 "국소적으로 상처를 모니터링하고 더 나은 치유를 위한 치료 전략을 조정하는 능력은 탐구해야 할 흥미로운 방향입니다."라고 말했습니다.
주요 참조:
1. 맥길 대학교
2. 강력하고 다양한 표면 기능화를 위한 생체에서 영감을 받은 거친 젤 덮개.Zhenwei Ma et.알.과학 발전, 2021년;7(15): eabc3012 DOI: 10.1126/sciadv.abc3012