Dzięki rozwojowi technologii coraz bardziej popularne są proste operacje poprawiające komfort naszego życia. Niska inwazyjność nowych metod i dostępności cenowej sprawia, że większa liczba osób decyduje się na operacyjną korektę wzroku, drobne zmiany estetyczne lub plastykę związaną z historią medyczną. Nauka wychodzi na przód względem potrzeb i rozwija techniki operacyjne, które nie wymagają użycia skalpela. Nazywane są chirurgią molekularną. Wykorzystują one drobne igły, prąd elektryczny, czy formy wykonane w druku 3D, przez co pozwalają na zmiany w tkankach bez blizn, nacięć czy długiego czasu regeneracji.
Podgrzej i uformuj
Poszukiwania technik pozwalających na przeprowadzenie szybkich i mało inwazyjnych zabiegów trwają od dawna. Dziś zabiegi z użyciem lasera nie są dla nas nowością, ale jeszcze niedawno stanowiły przełom w chirurgii. Obecnie naukowcy pracują nad metodami, które pozwolą na operację na przykład chrząstki nosa bez nadmiernego nacinania skóry.
Naukowcy z Uniwersytetu w Kalifornii pod przewodnictwem dr Wang’a stali się pionierami techniki wykorzystującej laser na podczerwień do ogrzewania chrząstki, by następnie móc ją swobodnie formować. Problem stanowiło jednak znalezienie temperatury, przy której chrząstka będzie już plastyczna, ale nie dojdzie do uszkodzenia tkanek.
Alternatywą wydawało się podgrzewanie przez przyłożenie odpowiedniego napięcia do tkanek. Okazało się jednak, że mimo pożądanego efektu mechanizm zjawiska jest zupełnie inny. Zespół dr Wanga’a i dr Hill’a z
Occidental College odkryli, że przepuszczony prąd zmieni gęstość ładunku w strukturze białek, czyniąc je plastycznymi.
Spagetti z klopsikami
Struktura chrząstki przypomina spagetti zbudowane z kolagenu, które zostało połączone biopolimerowymi nićmi. Dzięki temu włókna są ze sobą połączone, ale struktura jest elastyczna. Usztywnienie zapewniają ujemnie naładowane białka i kationy sodu. Im większa gęstość ładunku w strukturze, tym sztywniejsza chrząstka.
Dzięki przyłożonemu napięciu woda w tkance zostaje poddana elektrolizie, a utworzone dzięki temu protony neutralizują ładunek białek. Zmniejszenie gęstości ładunku skutkuje uelastycznieniem chrząstki i umożliwia jej formowanie.
Metodę testowano (niestety) na królikach używając formy do kształtowania chrząstki ucha. Stojące pionowo uszy przy użyciu formy odkształcano w pożądanym kierunku. Po zdjęciu formy chrząstka powracała do pierwotnej formy, gdy natomiast na zgięciu przy użyciu mikroigieł przepuszczono przez tankę pulsujący prąd. Nastąpiło wtedy zmiękczenie chrząstki i jej deformacja. Po odłączeniu napięcia chrząstka ponownie się utwardziła i pozostała w swoim nowo nadanym kształcie po zdjęciu formy.
Zastosowanie tej metody pozwala uniknąć powstawania blizn w miejscach, gdzie przy tradycyjnej technice nastąpiłoby sklejenie chrząstki. Unika się nacinania skóry i chrząstki, a pacjentowi oszczędza blizn i bólu, a wszystko w zaledwie 5 minut.
Naukowcy szukają firm chętnych do wprowadzenia technologii na rynek medyczny i jednocześnie badają wpływ prądu na inne tkanki takie jak ścięgna czy rogówka oka. Dzięki zastosowaniu tej techniki w okulistyce możliwa byłby niewielka korekcja wzroku przez zmianę krzywizny rogówki. Przy dzisiejszej „epidemii” krótkowzroczności wśród ludzi umożliwiłoby to wielu osobom komfortowe widzenie.