Изследовател от WPI получава наградата за кариера на NSF за създаване на биоадхезиви за медицински приложения

Изследовател от WPI получава наградата за кариера на NSF за създаване на биоадхезиви за медицински приложения

Изследовател от Worcester Polytechnic Institute (WPI) разработва нов клас медицински лепила, като обединява хидрогелове и подобни на лепило полимери за безопасно и надеждно свързване на човешки тъкани с терапевтични устройства, имплантирани в тялото, като пейсмейкъри, инсулинови помпи и изкуствени стави.

Jiawei Yang, асистент в катедрата по машинно инженерство и инженерство на материалите, свързана с катедрата по биомедицинско инженерство, получи престижната награда за кариера от 644 659 долара от Националната научна фондация за създаване на биоадхезиви, които могат да осигурят силна, стабилна адхея и да отговарят на механичните изисквания за биологична печалба.

Медицинските устройства и хората са направени от много различни материали. Медицинските изделия са направени предимно от твърди материали като метал или пластмаса. Човешката тъкан обикновено е мека и мокра. Съществува критична нужда от по-добри лепила, които са меки и мокри, като човешки тъкани, за да бластират заедно тъкани и устройства. По-добрите лепила могат да работят по-добре с тялото и биха подобрили значително здравеопазването и качеството на живот на пациентите. “

Jiawei Yang, асистент, катедра по инженерство на машините и материалите, Worcester Polytechnic Institute

Yang разработва биоадхезиви с два слоя - прозрачен твърд слой хидрогел и прозрачен течен адхезивен слой. Янг разработва модулна система от хидрогелове, съобразени с механичните свойства на целевите тъкани и полимери, които могат да се слеят с човешки тъкани. Заедно, биоадхезивите от хидрогел полимер осигуряват бързо, здраво, стабилно и дълбоко залепване в тялото.

Като част от петгодишния си проект Янг ще работи с д-р Стефен Пабел в Масачузетската обща болница за разработване на хидрогелна лепенка за сърце, съдържаща лекарства за лечение на предсърдно мъждене, вид неравномерен сърдечен ритъм. Той също така ще създаде образователни и изследователски програми за хидрогелове за деца и ученици. Студентът Jiatai Sun ще работи с Yang по проекта.

„Има много потенциални приложения за нови биоадхезиви“, каза Янг. "Те могат да се използват за комбиниране с електроди, имплантирани в тялото, за лечение на болестта на Паркинсон или за лечение и управление на сърдечна недостатъчност. Те също така могат да бъдат комбинирани с терапевтични средства за лечение на увреден хрущял или създаване на здрави нови тъкани."

Хидрогеловете са материали, направени от вода и мрежи от полимери, които са много големи молекули. Превръзките за рани, контактните лещи и абсорбиращите материали в пелените са примери за хидрогелове.

Хидрогелните биоадхезиви се използват предимно в спешната медицина за временно разгръщане на наранявания, стегнати рани и запечатване на тъкани. Те обаче са по-малко подходящи за дългосрочна употреба в тялото, особено имплантиране, тъй като не могат да осигурят силна и стабилна адхезия, като същевременно съответстват на механичните свойства на целевите тъкани в тялото, каза Янг.

"Механичните свойства на човешките тъкани варират значително. Мозъчната тъкан е изключително мека и изисква изключително мек хидрогел, докато хидрогелът, използван с хрущял, трябва да бъде достатъчно твърд, за да се огъва и поддържа тежестта", каза Янг. „Един размер не пасва на всички, когато става въпрос за биозалепващи се нотки.“

Наградите за кариера подкрепят изследователи в ранна кариера в колежи и университети, когато започват професионалните си занимания и полагат основата за бъдещи изследвания. Янг се присъединява към факултета на WPI през 2024 г., след като получава докторска степен от Харвардския университет и работи като научен сътрудник в Бостънската детска болница и Масачузетския технологичен институт.

източници: