Пористый гидрогель переместил мягкие ткани без повреждения
Ученые из США, Южной Кореи и Японии разработали захват для небольших хрупких и непрочных объектов — к примеру, фрагментов живых тканей. Он состоит из перпендикулярных каналов, которые могут расширяться и сужаться под действием тепла и тем самым увеличивать или уменьшать уровень адгезии. Статья опубликована в журнале Science Advances.
В последние годы ученые и медики добились больших успехов в создании искусственных конструктов тканей, в том числе тонких пленок толщиной в несколько клеток. Также продвинулись вперед и разработки по сетчатым электродам для регистрации активности нейронов или наоборот их стимуляции. В обоих случаях при имплантации ткани или электродов врачам приходится иметь дело с объектами, требующими очень аккуратного обращения.
Ученые под руководством Кон Хён Джуна (Hyunjoon Kong) из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне и Университета Ёнсе создали плоский захват, способный прикрепляться к тонким образцам. Основная часть захвата (которая контактирует с предметами) — это круглая пленка с множеством микроканалов. Исследователи создали ее с помощью вымораживания PNIPAAm-гидрогеля. Они поместили водный раствор с прекурсорами на сосуд с жидким азотом. Из-за этого водная часть раствора стала застывать и образовывать отдельные кристаллы, а остальные компоненты из-за уменьшенной растворимости стали концентрироваться на краях кристаллов. Также важная деталь процесса заключается в том, что, поскольку охлаждение азотом велось только с одной стороны, в растворе возникал градиент температуры и кристаллы льда росли со дна к верхней части сосуда. В результате в нем образовались столбчатые кристаллы льда с небольшими (около 200 нанометров) стенками из полимерного прекурсора между ними, который затем полимеризовали с помощью ультрафиолетового излучения. После удаления льда осталась пластина из гидрогеля с вертикальными каналами со средним диаметром около 20 микрометров.
Эта пластина способна удерживать предметы благодаря комбинации ее строения и свойства материала. Дело в том, что гидрогель, из которого состоит пластина, при нагревании выше 32 градусов Цельсия переходит в дегидрированное состояние и значительно уменьшается в размерах. При нагревании пластины ее каналы уменьшаются и в них образуется отрицательное (относительное) давление, которое прижимает прислоненный предмет. Для удобства нагревания исследователи наклеили на верхнюю часть пластины массив медных электродов, который при подаче тока быстро и равномерно увеличивает температуру и тем самым активирует захват. Чтобы захватить предмет, пластину необходимо нагреть, прислонить, затем прекратить нагрев, чтобы она охладилась и микроканалы уменьшились, перенести в нужное место и снова расширить каналы нагревом.
После сборки захвата авторы показали его потенциальное применение в медицине. В одной из демонстраций они успешно переместили пленку из миобластов на мышечную ткань, в другой сумели доставить пленку из стволовых клеток на роговицу живого кролика и затем подтвердили гистологическим исследованием, что стволовые клетки прикрепились к верхнему слою роговицы. Также они смогли без повреждений переместить на поверхность свиного сердца массив электродов толщиной в микрометр. После этого они с помощью дополнительных электродов стимулировали мыщцы сердца и считывали активность массивом электродов, нанесенных с помощью нового захвата. Считываемые показания по форме были почти идентичны тем, которые подавались на стимулирующие электроды.
Недавно ученые представили метод, который в перспективе может позволить избавиться от необходимости в перемещении фрагментов тканей. Они научились вводить в нужное место организма раствор с клетками, который затем можно затвердить с помощью облучения.
Григорий Копиев
Эффект продлился несколько месяцев
Американские ученые в рамках клинического исследования выяснили, что восемь сеансов флоатинга за месяц (по два раза в неделю) значительно снижают тревожность и неудовлетворенность собственным телом у людей с нервной анорексией. Как сообщается в журнале eClinicalMedicine, такой эффект сохранялся на протяжении нескольких месяцев. При нервной анорексии человека не устраивает его внешний вид из-за мнимого лишнего веса. Из-за этого он начинает неконтролируемо худеть, что может приводить к тяжелым расстройствам здоровья и даже смерти. Часто это заболевание сопряжено с повышенной тревожностью, и в целом, ложится большим бременем на семью и общественное здравоохранение. Высокий риск рецидива делает эту болезнь трудно курируемой и приводит к высокой смертности. Поэтому поиск новых подходов к терапии нервной анорексии становится все более важной задачей в психиатрии. В камерах сенсорной депревации — флоатинг-капсулах — человек изолирован от любых ощущений: на него не действуют ни звук, ни свет, ни запахи, а сам он находится в растворе высокой плотности с температурой человеческого тела, что позволяет ощущать себя пребывающим в невесомости. В нескольких исследованиях флоатинг использовался в качестве альтернативной терапии тревожных расстройств, однако его потенциал для лечения нервной анорексии все еще изучен слабо. Команда ученых под руководством Сахиба Халсы (Sahib Khalsa) из Университета Талсы исследовала, как флоатинг влияет на тревожность и неудовлетворенность собственным телом у пациентов с нервной анорексией. Для этого они набрали 67 человек с нервной анорексией и случайно распределили их по группам: 45 в группе флоатинга, 22 в группе обычного лечения (в группе флоатинга люди также получали обычное лечение). Исходные характеристики между группами практически не отличались. Процент участников, принимавших психотропные препараты, был выше в группе флоатинга. Участники группы вмешательства посетили в среднем 7,7 сеанса при средней продолжительности сеанса плавания 49,4 минуты. Сразу после окончания курса у пациентов группы флоатинга врачи отметили значительное снижение неудовлетворенности телом от до-до послесессионного периода в группе плавающего отдыха (р < 0,0001), в то время как группа, получавшая обычный уход, не показала существенных изменений в показателях неудовлетворенности телом. Такой эффект сохранялся как минимум в течение 16 недель, однако спустя шесть месяцев неудовлетворенность снова нарастала. Однако общая тревожность продолжала оставаться низкой. В дальнейшем ученые рассчитывают сделать это исследование более масштабным и разобраться, как именно флоатинг может влиять на симптомы нервной анорексии. Недавно американские ученые сообщили, что псилоцибин и психотерапия улучшило состояние пациенток с нервной анорексией.