Ученые нашли новый способ быстрого заживления ран и укрепления тканей с помощью звуковых колебаний. Исследователи из Университета Макгилла (Канада) доказали, что легкая вибрация во время формирования биоматериалов делает их прочнее или мягче — в зависимости от задач лечения. Этот метод открывает новые возможности для экстренной остановки кровотечений, создания имплантатов и восстановления поврежденных органов. Исследование опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.
В ходе экспериментов команда использовала специальную платформу с динамиками, которая создавала контролируемые вибрации во время застывания гелей на основе крови и других клеточных материалов. Ученые протестировали технологию на сгустках цельной крови, плазменных гелях с фибробластами и альгинатных гидрогелях, которые часто применяются в медицине для перевязок и тканевой инженерии.
Оказалось, что различные настройки частоты и амплитуды вибрации меняют расположение клеток внутри геля. Вместо случайных скоплений они формируют упорядоченную структуру, что напрямую влияет на прочность материала.
«Механическое воздействие позволяет нам сделать материал в четыре раза прочнее или слабее, в зависимости от того, для чего он нам нужен», — пояснил руководитель исследования Арам Бахмани.
Это особенно важно для работы с тромбами. Слишком слабый сгусток может оторваться и попасть в кровоток, вызвав опасные осложнения. С помощью вибрации можно создавать более плотные и устойчивые структуры, которые надежнее закрывают раны.
Метод уже протестирован на живых тканях — в эксперименте с печенью крысы вибрация позволила создать значительно более твердые сгустки без повреждения окружающих тканей.
Ключевое преимущество технологии — ее простота и безопасность. В отличие от ультразвука или магнитных полей, легкая механическая вибрация не вызывает нагрева или кавитации, которые могут повредить клетки. Для ее создания нужно лишь простое и доступное оборудование.
«Что особенно интересно, так это то, что наш метод неинвазивный, недорогой и простой в реализации», — отметил Бахмани.
В перспективе эта разработка может найти применение в разных областях медицины: от экстренной остановки кровотечений до создания умных перевязочных материалов и хирургических инструментов, которые будут регулировать свойства тканей прямо у постели больного.
Однако ученым предстоит решить еще несколько задач — создать портативные устройства, адаптировать метод для разных типов тканей и провести клинические испытания на людях.