الشريط: والقابلة للتحلل مرقئ الغراء مستوحاة من مجمع في كل مكان في النباتات لتطبيق الجراحي

الهدف العام من هذا البروتوكول هو تطوير غراء مرقئ قابل للتحلل الحيوي للتطبيقات الجراحية، مستوحى من مركب واسع الانتشار في النباتات. يمكن أن تساعدنا هذه الطريقة في فهم آلية الالتصاق المقاومة للماء للمحاكيات الحيوية، مثل المواد اللاصقة للأنسجة والمواد المانعة للتسرب في التطبيقات الطبية الحيوية. وتكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أن عملية صنع TAPE بسيطة للغاية، وقابلة للتوسع، وصديقة للبيئة.

أولاً، قم بتحضير محلول حمض التانيك (Tannic Acid) في قارورة زجاجية سعة 4 مل باستخدام محرك مغناطيسي. أضف 1 مل من الماء المقطر و1 جرام من حمض التانيك مع التحريك بسرعة 200 rpm. بعد مرور ساعة، سيذوب حمض التانيك تماماً في محلول بني اللون.

بعد ذلك، أضف 1 mL من الماء المقطر إلى 1 g من مسحوق PEG وقم برجهم باستخدام جهاز الـ vortex حتى يتكون معلق أبيض. حافظ على المعلق عند درجة حرارة 60 °C لمدة 10 دقائق، حيث يجب أن يصبح شفافاً تماماً.

بعد ذلك، أعده إلى درجة حرارة الغرفة. ثم، في أنبوب طرد مركزي دقيق، اخلط 329 µL من محلول PEG مع 671 µL من محلول حمض التانيك (Tannic Acid). اسحب العينة ببطء نظرًا لأن كلا المحلولين لزجان للغاية.

امزج المحاليل برفق باستخدام ملعقة مسطحة ضيقة حتى يتكون خليط يشبه العسل. قم بتدوير الخليط بسرعة 12,300 gs لمدة ثلاث دقائق في جهاز طرد مركزي ذو دوار بزاوية ثابتة. بعد ذلك، اسحب أكبر قدر ممكن من السائل العلوي بعناية باستخدام الماصة، مع ترك الـ TAPE المتكون بالكامل.

يُحفظ الشريط (TAPE) في درجة حرارة تتراوح بين 4 إلى 8 درجات مئوية لعدة أسابيع. ولقياس قوة التصاق الشريط (TAPE)، يتم تحضير نسيج اختبار من خزعة جلدية خنزيرية؛ حيث تُزال جميع الدهون، ثم يتم تحضير نسيجين للاختبار بقطر 6 مليمتر لكل منهما.

ضع غراء سيانوأكريليت التجاري على الجانب الخارجي لكل نسيج، وثبّت القضبان أو أي جسم مشابه ليتم الإمساك به بواسطة جهاز الاختبار. بعد ذلك، ضع قطرة من TAPE على أحد جانبي النسيج ووزعها بشكل متساوٍ بين الجوانب الداخلية للنسيجين لضمان التصاقهما. ثم قم بلصق وفصل الأنسجة عدة مرات لضمان تكوين خليط متجانس يغطي الواجهة البينية بالكامل.

بعد ذلك، قم بتثبيت القضبان في جهاز الاختبار. ابدأ بتسليط قوة قدرها 20 Newtons لمدة دقيقة واحدة. تلي ذلك عملية سحب القضبان بعيداً عن بعضها بمعدل 1 millimeter في الدقيقة حتى تنفصل الأنسجة تماماً.

تُعرض البيانات على شكل منحنى القوة والمسافة. لاختبار قوة الالتصاق في وجود الماء، أضف 20 µL من الماء إلى المنطقة المنفصلة بين النسيجين، وقم فوراً بإلصاق الأسطح المبللة باستخدام شريط TAPE. كرر الاختبار كما سبق دون أي تغييرات أخرى.

أولاً، قم بقص غطاء بقطر ثمانية مليمترات من أنبوب جهاز طرد مركزي دقيق (microcentrifuge tube) وقم بوزنه. بعد ذلك، املأ الغطاء بـ 150 milligrams من TAPE وقم بقياس الوزن الإجمالي. لا تملأ الغطاء بما يتجاوز الحافة، حيث ستكون هذه الحافة ضرورية كحاجز.

أضف 50 milliliters من منظم PBS إلى دورق زراعة الخلايا سعة 75 square centimeter. ضع الغطاء المحمل داخل الدورق واغمره. قم بتحضين الدورق عند 37 degrees Celsius على هزاز مداري مضبوط على 50 rpm، على ألا تتجاوز هذه السرعة.

عند الوقت المطلوب، قم بإزالة الغطاء وتجفيفه باستخدام غاز النيتروجين. ثم قم بوزن الغطاء. بعد ذلك، أعد محلول PBS إلى القارورة واستمر في الحضن مع الرج اللطيف حتى نقطة الوقت التالية.

احسب الوزن النسبي المتبقي من القياسات. ابدأ بفأر ذكر يبلغ من العمر ستة أسابيع تحت تأثير التخدير الكامل، ويتم اختباره عن طريق قرصة إصبع القدم. تأكد من وضع مرهم بيطري على العينين قبل البدء في الجراحة.

الآن، قم بكشف الكبد عن طريق إجراء شق جراحي في خط منتصف البطن، وضع ورقة ترشيح ذات كتلة معروفة أسفل الكبد لتثبيته. بعد ذلك، قم بوخز الكبد باستخدام إبرة قياس 18g لإحداث نزيف. وأثناء امتصاص الدم بقطعة شاش معقمة، ضع 100 µL من TAPE فوراً على موقع الشق.

بالنسبة للضوابط الموجبة، استخدم السيانوأكريليت أو غراءً مماثلاً، ولا تفعل شيئاً بالنسبة للضوابط السالبة. لا حاجة لمزيد من الخياطة. بعد وضع المادة اللاصقة، اجمع الدم من موقع الإصابة على الورقة.

استبدل الورقة كل 30 second لمدة دقيقتين. قم بقياس كتلة الدم الممتص على أوراق الترشيح الأربعة. يجب إجراء القتل الرحيم للحيوان.

تم اختبار عدة نسب من TA وPEG، وكانت التركيبة المثالية لتحضير TAPE هي نسبة حجمية تبلغ 2:1. طُبق TAPE هذا بين قطعتين من جلد الخنزير بقطر 6 مليمترات، ثم اختُبر باستخدام آلة شد كما هو موضح. وقُدرت القوة اللازمة لفصل جلدي الخنزير في البداية بـ 200 kilopascals، وزادت إلى 250 kilopascals مع تكرار الدورات.

عندما تُرطبت عينات الجلد بعد كل دورة من دورات الالتصاق والنزع، انخفضت قوة شد الرابطة إلى 90 kilopascals في البداية ثم تناقصت إلى 50 kilopascals بعد 20 دورة. تم اختبار متانة TAPE في أحجام صغيرة مخففة في PBS مع الرج في ظروف إضاءة فسيولوجية. وتم الاحتفاظ بالكتلة لمدة 21 يومًا باستخدام تركيبة بنسبة اثنين إلى واحد.

استمرت صياغة TAPE بنسبة واحد إلى واحد لمدة 13 يوماً فقط تحت هذه الظروف. بعد ذلك، أُجري اختبار وقف النزيف داخل الجسم الحي (in vivo)، حيث تمت مقارنة الكبد المختوم باستخدام TAPE مع غراء الفبرين التجاري.

كان النزيف من الكبد المختوم باستخدام TAPE أقل بكثير مقارنة بالكبد المختوم بغراء الفيبرين. وبمجرد إتقان الطريقة، يمكن تحضير TAPE في غضون خمس دقائق إذا تم تنفيذ ذلك بشكل صحيح. وأثناء محاولة إجراء هذه العملية، من المهم تذكر الحفاظ على النسبة المثلى بين حمض التانيك و PEG لأنها قد تؤثر بشكل كبير على قوة التماسك لـ TAPE.

بعد تطويرها، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال القياسات الحيوية لاستكشاف الطرق المستوحاة من الطبيعة لحل المشكلات الحالية في تطوير مواد لاصقة مقاومة للماء. ومع أن هذه الطريقة يمكن أن توفر رؤى حول المواد المرقئة، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضًا على أنظمة أخرى مثل المواد السادة للأنسجة لالتئام الجروح والرقع القابلة للزرع لإيصال الدواء.