Ejiao se má vyrábět z kůže čerstvě poraženého dobře živeného černého osla. Oslů (alespoň těch nějak upotřebitelných) ubývá, a tak se vyrábí padělky eijao z kůží koní, velbloudů, prasat a starých kožených bot. Kredit: Deadkid dk, Wikipedia, CC BY-SA 3.0

Dnešní vědecká novinka není o bioželatině z oslí kůže, ale když už jsme ji v úvodu zmínili, je dobré dodat, že i o tu je tak velký zájem, že kvůli němu ceny oslů již deset let po celém světě prudce rostou. Uganda, Tanzanie, Botswana, Niger, Burkina Faso, Mali a Senegal musely kvůli klesajícím stavům, vývoz svých ušatců zakázat. Čínská poptávka je tak nenasytná, že počty oslů povážlivě klesají už i v Brazílii. Zájem o tuto želatinozní hmotu má tuhý historický kořínek. Před třemi sty lety francouzský jezuita Dominique Parrenin poznamenal o studni v Dong'e, že: "byla udržována, ale pro odběr vody byla zapečetěna. Otevírala se pouze tehdy, když se z ní brala voda pro přípravu ejiao pro císařský dvůr". Moc se toho od těch dob na zájmu o ejiao nezměnilo, snad jen to, že se stalo dostupnější širším masám. Dva roky stará zpráva uvádí, že k uspokojení celosvětové poptávky po ejiao, jakéhosi „tři v jednom„, neboť jde o substanci tradiční čínské medicíny, lepidlo i kulinářskou specialitu, je nyní zapotřebí okolo pěti milionů kůží oslů ročně. Pokusy ve snaze obhájit léčebný účinek eijao na molekulární úrovni, jisté ospravedlnění jeho konzumace potvrdily. Prospěch má spočívat v přísunu širokého spektra dostupných peptidů s využitím  například při léčbě chudokrevnosti a u pacientů s rakovinou trpících myelosupresí v důsledku radioterapie nebo chemoterapie.

Pokud jde o moderní medicínu, tak v té se lepidla (hemostatické biogely) na bázi kolagenu rovněž používají. Mají ale velký hendikep – nelze se na ně plně spolehnout. Nikdy nepřilnou k tkáni dostatečně pevně a slepená plocha ráda povoluje a tkáň se rozestupuje. Často se tak děje již v průběhu jedné nebo dvou hodin. Pokud jde o lepení podkoží a kůže, je následkem selhání jen větší jizva. Horší to je v případě rozlepení tkáně v životně důležitém orgánu jakými jsou plíce, játra, srdce. To pak pacientovi hrozí to nejhorší. Hlavní uplatnění stávajících lepidel se proto spatřuje v takzvané "válečné chirurgii", při hromadných nehodách a katastrofách. Všude tam, kde je nárazově zraněných moc a rukou chirurgů málo. V zájmu záchrany co největšího počtu životů se pak trochu riskuje, protože je třeba rychle zacelovat rány a zachovat hemostázi. V případech, kdy na pracné stehy není čas, je lepidlo k nezaplacení. Ne nadarmo se mu přezdívá „svatý grál chirurgů“.

Nynější novinka s těmi, zatím známými lepidly, nemá nic společného. Jeho vazba přilehlých tkání je údajně tak pevná, že odtržení lepené tkáně prakticky vylučuje. V rozsáhlých předklinických studiích nové lepidlo předvedlo utěsnění propíchnuté plíce, srdce, tepny a zvládlo slepit i zlomeninu lebeční kosti. Při pokusech na zvířatech vědci nezaznamenali žádné nepřirozené reakce a rány se v místě lepení hojily rychle.

Video: Ukázka schopnosti lepení pod vodou. Kredit: University of Western Ontario

Schéma mechanismu adheze. (A) K adhezi dochází i pod vodou, (B) chemické reakce na rozhraní mezi lepidlem a substrátem (C) biomedicínská aplikace.  Gelovatění závisí na délce molekulárního řetězce silikonových tekutin. Vybrány byly tři typy silikonů s různými viskozitami (molekulárními hmotnostmi), a to silikon 500 000 cs (silikon 500 k), silikon 10 000 cs (silikon 10 k) a silikon 200 cs (silikon 200). Silikon 500 k má hmotnostně průměrnou molekulovou hmotnost ~260 kDa, mnohem vyšší než je jeho kritická molekulová hmotnost pro „zapletení“ a zgelovatění (29 kDa; Mc ,silikon), jinak je tomu u molekulových hmotností silikonu 200 a 10 k (~9,5 Da ~60 kDa).

Poznámka: Atomová hmotnostní jednotka podrobné vysvětlení zde.

(1 u = 1 Da = 1,660 539 066 60(50)×10^−27 kg)

Kredit obrázku: Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abm9744

Dosáhnout adheze u materiálů ve vodném prostředí je vždy problematické. Příčinou je hraniční vrstva tekutiny bránící lepidlu dostat se do kontaktu s podkladovou tkání. Stávající bioadheziva se to snaží řešit tím, že vodu v místě lepení na sebe absorbují. U nynější novinky je tomu přesně naopak. Tím, že jeho primárním materiálem je silikon, lepidlo z místa kontaktu vodu vypuzuje. Právě to má být oním kouzlem, kterým se dosahuje silné tkáňové adheze a záruky, že lepení tak rychle nepovolí, dá buňkám potřebný čas na regeneraci.

I když to nynější zpráva neuvádí, lepidlo bude mít nejspíš souvislost s loňským autorovým článkem o enzymu reptiláza (batroxobin) obsaženém v hadím jedu. Jde totiž o enzym, který lze využít k rychlému zastavení krvácení. Bránit odplavování lepidla je v místě lepení rovněž žádoucí. Zatímco jiné obdobné preparáty zastavují krvácení zhruba po 90 sekundách, reptiláza zkracuje tento čas na polovinu. Bleskovou reakci hadího lektvaru vědci vysvětlují vysokou afinitou vazby na fibrin (podpora tvorby sraženiny), kterou zvládá lépe, než trombin.

Konkurenční klasické hydrogelové lepidlo z dílny Harvard University se může chlubit protažením až na 20násobek své původní délky. Ke klinickému porovnání obou lepidel zatím nedošlo. Kredit: Harvard University.

Kanaďané žel ve svém sdělení nezmiňují americké kolegy z Harvard University. Ti ve své nedávné publikaci vychvalují zase to své lepidlo. V jejich případě ale jde o přípravek na klasické hydrogelové bázi s využitím dvou polymerů. Extraktu z mořských řas nazývaný alginát a polyakrylamidu, který je hlavním materiálem měkkých kontaktních čoček. Když se oba relativně slabé polymery vzájemně provážou, vytvoří houževnatou molekulární síť, která připomíná chrupavku. V kombinaci s adhezivní vrstvou obsahující kladně nabité molekuly polymeru (chitosanem) je výsledný hybridní materiál schopen se vázat na tkáň pevně a v případě potřeby se natáhnout až na 20násobek své původní délky.

Závěr

Pokud je nové „kanadské“ lepidlo skutečně tak dobré, a jak výzkumníci uvádějí, tedy: „ještě lepší, než stávající hydrogelové preparáty“, mohlo by to skutečně znamenat soumrak chirurgických svorek a stehů.

Video: Schopnost nového lepidla presentovaná zalepením pružné mokré stěny děravého balónku. Kredit: University of Western Ontario

Kibret Mequanint. Kredit: Western University.

Možná stojí za zmínku dodat, kdo že to za nynější novinkou stojí. Jméno Kibreta Mequanint je totiž v oblasti inovací zdravotnických postupů příslibem serióznosti. Během uplynulých dvou desetiletí vyvinul četné průkopnické techniky v oblasti biomateriálů, tkáňového inženýrství a regenerativní medicíny, přičemž řada z nich je nyní považována za standardy. V jeho podání jde u silikonového biolepidla o „inovaci znamenající převrat“. Možná jsme opravdu na prahu revoluce v chirurgii, jak říká Mequanint. A to nejen té válečné, ale i kosmetické. Přínosy novinky v pokusech na zvířatech svědčí o rychlejším uzdravení, tak i menších jizvách. Do kliniky by se náhrada svorek a stehů mohla dostat bez obvyklých průtahů, které nové přípravky při uvádění na trh musejí ze zákona absolvovat. V tomto případě všechny součásti lepidla (včetně zmíněného silikonu) totiž již byly k nějakému účelu americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) již dříve schváleny

Literatura

Yuqing Liu et al, Gelace vysoce provázané hydrofobní makromolekulární tekutiny pro ultra silnou pod vodou in situ rychlou adhezi tkání, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abm9744

Yicheng Guo et al, Snake extract–laden hemostatic bioadhesive gel cross-linked by visible light, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abf9635