W ciągu ostatniej dekady podjęto wysiłki, aby zastąpić obecne szwy chirurgiczne i zszywki do zamykania ran biodegradowalnymi/biowchłanialnymi klejami ze względu na ich wygodę w użyciu i niską inwazyjność tkanek podczas zabiegów chirurgicznych. Dostępne na rynku kleje tkankowe dzielą się na cztery typy: (1) pochodne cyjanoakrylanu1, (2) kleje fibrynowe powstałe w wyniku enzymatycznej konwersji z fibrynogenu do polimerów fibryny przez trombinę2,3, (3) materiały na bazie białek, takie jak chemicznie lub fizycznie usieciowana albumina i/lub żelatyna4,5 oraz (4) syntetyczne kleje na bazie polimerów6. Chociaż są one używane w wielu zastosowaniach klinicznych, wszystkie kleje mają swoje wewnętrzne wady i wady, które mogą być przeszkodą w ich powszechnym stosowaniu. Kleje na bazie cyjanoakrylanu wykazują wysoką przyczepność do tkanek, ale ich toksyczne produkty uboczne, takie jak cyjanooctan i formaldehyd, powstające podczas degradacji, często powodują znaczny stopień reakcji zapalnych7. Kleje fibrynowe i materiały na bazie albuminy lub żelatyny mają problemy z bezpieczeństwem w odniesieniu do przenoszenia składników zakaźnych, takich jak wirusy, ze źródeł zwierzęcych: ludzkiego osocza krwi w przypadku klejów fibrynowych i zwierząt, w tym bydła, kurczaków, świń i ryb w przypadku klejów na bazie żelatyny8. Chociaż kilka syntetycznych klejów na bazie polimerów zostało zatwierdzonych przez Federalną Agencję ds. Leków (FDA), większość klejów wykonanych z polimerów syntetycznych nadal ma trudności z minimalizacją etapów procesu produkcyjnego i osiągnięciem biokompatybilności9. Co najważniejsze, wszystkie kleje mają słabą wytrzymałość mechaniczną i przyczepność do mokrych tkanek10. Ostatnio biomimetyczne kleje tkankowe inspirowane małżami morskimi11-13, gekonami14, gekonami z małżami15 i robakami endopasożytniczymi16 stają się obiecującą alternatywą dla obecnych klejów medycznych ze względu na ich przestrajalne właściwości mechaniczne i adhezyjne z biokompatybilnością. Jednak do dnia dzisiejszego nadal istnieją problemy, które należy rozwiązać, zanim staną się one produktami komercyjnymi17.
Tutaj opisujemy zupełnie nowy rodzaj kleju medycznego o nazwie TAPE, który jest wytwarzany przez międzycząsteczkowe wiązanie wodorowe między cząsteczką kleju pochodzenia roślinnego, kwasem garbnikowym (TA), a bioobojętnym polimerem poli(glikol etylenowy) (PEG), jak sama nazwa wskazuje. TA jest reprezentatywną hydrolizowalną taniną występującą powszechnie podczas wtórnego metabolizmu roślin. Cieszy się dużym zainteresowaniem ze względu na swoje właściwości przeciwutleniające, antymutagenne i przeciwnowotworowe i wykazano, że uczestniczy w interakcjach supramolekularnych z wieloma polimerami, takimi jak poli(N-izopropyloakrylamid) (PNIPAM) i poli(N-winylopirolidon) (PVPON), tworząc warstwy po warstwie (LbL) warstwy18-20 i mikrokapsułki uwalniające leki21-23. W tym badaniu odkrywamy, że TA może działać jako wydajna, wodoodporna grupa funkcjonalna kleju, tworząc klej medyczny TAPE. Poprzez proste zmieszanie z TA, niezabrudzający polimer PEG staje się klejem supramolekularnym o 2,5-krotnie zwiększonej sile przyczepności w porównaniu z dostępnym na rynku klejem fibrynowym, a przyczepność ta została utrzymana przez maksymalnie 20 cykli mocowania i odłączania, nawet w obecności wody. Jego zdolność hemostatyczna została przetestowana na modelu krwawienia z wątroby in vivo i wykazała dobrą zdolność hemostatyczną do zatrzymywania krwawienia w ciągu kilku sekund. TAPE ma swoje znaczące znaczenie w pokrewnej dziedzinie jako pierwszy klej pochodzenia roślinnego, który może ujawnić nowe spojrzenie na rozwiązywanie wad obecnych problemów za pomocą podejść inspirowanych biologią. Spodziewamy się również powszechnego stosowania TAPE w różnych zastosowaniach medycznych i farmaceutycznych, takich jak kleje śluzowe, plastry uwalniające leki, opatrunki do leczenia ran i inne, ze względu na prostą metodę przygotowania, skalowalność, przestrajalny współczynnik biodegradacji, a także wysoce odporne na wilgoć właściwości adhezyjne
.