Muslinge-lim som erstatning for operationstråd
Forskere ved Aarhus Universitet arbejder på at udvikle en helt ny limtype, der kan lime humant væv sammen. Det handler om at bygge forskellige kemiske trick, som muslinger mestrer, ind i menneskeskabte materialer.
En kirurg har gennemført en operation: Det, der skulle fjernes eller korrigeres, er bragt i orden – og nu skal operationssåret lukkes.
Den klassiske løsning hedder nål og operationstråd – sutur. Her syr kirurgen såret sammen, og når det er helet, skal stingene fjernes – med mindre der har været anvendt en sutur, der gradvist opløser sig selv.
En anden løsning er kirurgiske staples – små sterile klammer af rustfrit stål eller titanium, som kirurgen hæfter sårfladerne sammen med. Og når operationssåret er helet, typisk efter en-to uger, fjernes klammerne.
Men hvad nu, hvis man kunne gå en helt ny vej og i mange tilfælde springe sutur og klammer helt over og i stedet bruge lim – både når der er tale om udvortes og indvortes operationssår?
Det er en på mange måder stærkt udfordrende løsning, for operationssår er fugtige, og våde flader er ikke sådan at lime sammen. Alligevel er en gruppe forskere fra iNANO ved Institut for Kemi på Aarhus Universitet af den klare overbevisning, at det er muligt at udvikle en sådan operations-lim:
Vi er i fuld gang med arbejdet, og det sker på baggrund af studier af blåmuslinge
Han begyndte at studere blåmuslinger for nogle år siden, og har med støtte fra blandt andre Lundbeckfonden kortlagt en række spændende aspekter af kemien bag de proteintråde – byssustråde – som blåmuslinger og en række andre havlevende muslinger benytter sig af for at kunne hænge fast på blandt andet våde og glatte klipper. Alt imens skaldyrene bliver ramt af den ene hårde bølge efter den anden.
”Og det er denne kemi fra byssustrådene, som er udgangspunktet for vores arbejde med at fremstille en operations-lim, der virkelig kan holde. I forhold til sutur vil en sådan lim blandt andet have den fordel, at den altid vil kunne passe ind og fylde helt præcist ud lige der, hvor sårflader skal hæftes sammen. Mens man med sutur fx kan have det problem, at man mangler den helt rigtige dimension tråd for at kunne lukke operationssåret optimalt”, forklarer Henrik Birkedal.
Global interesse
Forskerne på iNANO ved Aarhus Universitet er ikke ene om at studere kemien bag muslingernes byssustråde. Feltet har kemikeres bevågenhed på universiteter rundt om i hele verden, og der er tanker om at anvende muslinge-kemien til en række forskellige formål, fortæller Henrik Birkedal:
”Fx har en sydkoreansk gruppe fundet ud af, at man ved at efterligne de kemiske trick, havmuslingerne benytter sig af, kan lave et materiale, der kan stoppe blødninger ved nålestik. Og en anden forskergruppe, som kommer fra USA, har vist, at det er muligt at bygge en efterligning af den såkaldte selvreparerende kemi fra blåmuslingernes byssustråde ind i funktionelle materialer som plast”.
Den selvreparerende kemi er et andet forbløffende særkende ved byssustrådene. Denne egenskab betyder nemlig, at trådene kan hele sig selv i takt med, at de bliver slidt.
Det er denne unikke selvreparerende kemiske egenskab, de amerikanske forskere har gjort praktisk anvendelig – og nu kan den bygges ind i forskellige kunstmaterialer.
Perspektivet i det er blandt andet, at det begynder at blive realistisk at forestille sig forskellige medicinske implantater, som fx inkluderer langtidsholdbare plastrør.
For at den selvreparerende kemiske egenskab kan langtidssikres i et kunstmateriale, som indgår i et implantat – fx et særligt plastrør, der skal kunne transportere blod over en strækning af et menneskes kredsløb – skal egenskaben imidlertid stabiliseres. Og det kræver en selvstændig kemisk proces, som forskerne på iNANO ved Aarhus Universitet som de første i verden fik sat på formel, fortæller Henrik Birkedal:
”Indtil videre er det et af vores vigtigste bidrag til den forskning, der tager udgangspunkt i blåmuslingernes forunderlige evne til at holde sig fast under vand”.
Blødninger skal stoppes
Når Aarhus-forskerne arbejder med at udvikle operations-lim, skæver de samtidig til et andet, nært beslægtet område, fortæller Henrik Birkedal:
”Her handler det om at prøve at udvikle barrierestoffer, og det har vi også meget fokus på. Barrierestoffer vil sige lim, som kan bruges til at stoppe indre blødninger eller forhindre de potentielt meget farlige bakterie-udsivninger til bughulen, der kan ske i forbindelse med tarmoperationer. Her ville det være af stor værdi, hvis man i stedet for at sy kunne lægge en eller anden form for helt tætsluttende klæber på de operationssnit, som laves i tarmen”.
Der findes i dag visse klæbere til indvortes brug i forbindelse med operationer, men de er ikke videre effektive, forklarer Henrik Birkedal: ”Så også her bør byssus-kemien kunne give os gode løsninger, når den bygges ind i de rigtige materialer”.
Hvornår de forskellige former for operations-lim og barrierestoffer kan være på markedet, er det vanskeligt at komme med et bud på, siger Henrik Birkedal: ”Vi er kommet så langt, at vi begynder at lægge an til dyreforsøg, og de kan – hvis alt går vel og økonomien kommer helt på plads – begynde i løbet af tre-fire år. Herefter skal limen så testes på mennesker, så processen vil alt i alt tage en årrække”.
Henrik Birkedal og hans kolleger på iNANO har netop offentliggjort en videnskabelig oversigtsartikel om bestræbelserne på at bygge kemien bag blåmuslingernes byssustråde ind i nye materialer.