Ingenieurs werken samen met artsen aan een nieuwe medische lijm, bedoeld om wonden mee dicht te maken. Voor de samenstelling van de lijm halen ze inspiratie uit de natuur. Want slakken en schelpdieren zijn meesters in het maken van stoffen die goed blijven hechten, ook als ze nat worden.

Artsen en chirurgen gebruiken al decennia lang hechtingen en nietjes als ze weefsels aan elkaar moeten maken of wonden willen sluiten. Maar aan deze hulpmiddelen kleven ook nadelen. Hechten kost tijd en doordat de operatie wat langer duurt, is er een grotere kans op complicaties. Daarbij is het maken van een hechting – vooral bij kijkoperaties – een lastig klusje dat veel vergt van de chirurg.

Chirurgische nietjes hebben zo weer hun eigen nadelen. Je kunt ze alleen gebruiken bij open procedures, doordat voor het nieten grote apparaten worden gebruikt. Het aanbrengen van een nietje is weliswaar snel en eenvoudig, maar het maakt weefsel ook vaak een beetje stuk. En beschadigd weefsel is kwetsbaarder voor infecties.
 

Slijm van de slak

Vandaar dat verschillende onderzoeksgroepen met belangstelling hebben gekeken naar het slijm van de slak. Want dat dier slaagt erin om (net als schelpdieren en bepaalde wormen) goed vast te blijven zitten aan een oppervlak, ook als er een golf water over hem heen spoelt. Dat is interessant, want een van de eigenschappen van een chirurgische lijm moet zijn dat hij ook goed blijft hechten bij vochtige omstandigheden.
 

Twee componenten

Recent onderzoek is geïnspireerd op een naaktslak die een (s)lijm afscheidt als hij wordt aangevallen, zodat de aanvaller hem bijna niet los kan trekken van het oppervlak waar hij op zit. Het slijm bevat twee componenten: ten eerste polymeren die een negatieve elektrische lading bezitten; ten tweede eiwitten die positief geladen zijn (zie figuur). Tezamen houden die het slijm bij elkaar en zorgen ze voor de hechting aan een oppervlak.

Dit hebben onderzoekers uit de VS, China, Groot-Brittannië, Canada en Ierland nu geprobeerd na te maken in het laboratorium. Ze combineerden een hydrogel (een zacht maar stevig materiaal) met een netwerk van polymeren erin dat positief geladen is; daartussen zaten polymeerketens die negatief geladen zijn.
 

Plakken en vervormen

Het resultaat is een kleverig materiaal waarmee je dingen op een oppervlak kunt plakken én dat kan vervormen zonder te breken. Deze nieuwe lijm hecht goed aan huid, kraakbeen en bloedvaten, zo blijkt uit de eerste proeven met knaagdieren en varkens. Het materiaal lijkt geschikt om gaten in hartweefsel te dichten en om bloedingen in een beschadigde lever te stelpen.
 

Experiment met een varkenshart met een gat in de wand. Daarop komt een pleister te zitten die is gemaakt van de nieuwe lijm. Vervolgens loopt de druk in het hart op en te zien is dat de pleister deze proef goed doorstaat. Bron: Li et al., Science, 2017.


Pleister

De nieuwe lijm heeft nóg een toepassing. Met de kleverige hydrogel is ook een soort pleister te maken, die met een andere lijm op nat weefsel kan worden aangebracht, schrijft arts-onderzoeker Jeffrey Karp in The New England Journal of Medicine, een van de toonaangevende medische vaktijdschriften. Dankzij de bijzondere eigenschappen van het nagemaakte slakkenslijm blijft deze pleister prima zitten in deze vochtige omstandigheden.

Karp geniet enige bekendheid als wetenschapper die bij nieuwe vindingen ideeën en concepten uit de natuur gebruikt. ‘Het is lastig om het beter te doen dan de natuur. Want die heeft er al honderden miljoenen jaren aan tests op zitten, dankzij evolutie’, schrijft hij in het artikel.

De eerste proeven zijn dus veelbelovend en volgens Karp zouden de volgende stappen moeten zijn: het materiaal bioafbreekbaar maken; en vervolgens een productieproces ontwerpen om het spul in grote hoeveelheden te fabriceren én met een verbeterde houdbaarheid.
 

Openingsbeeld Pixnio.com