Chirurgische lijm

De huidige generatie medische lijm is net als hobbylijm gebaseerd op cyano-acrylaat. Deze lijmen zijn geschikt voor het hechten van uitwendige snijwonden, maar kunnen niet inwendig gebruikt worden aangezien ze niet biologisch afbreekbaar zijn en vaak leiden tot ontstekingen. Bovendien zijn ze erg inefficiënt als de te lijmen opvoervakken niet goed droog zijn, wat bij inwendige toepassingen uiteraard moeilijk is. Een veelbelovende oplossing is lijm gebaseerd op de stof die blauwe mossels (Mytilus edulis) gebruiken om zich vast te hechten aan een stevige ondergrond. Dergelijke lijm zou zeer geschikt zijn voor inwendige hechtingen aangezien hij werkt in een vochtige omgeving en biologisch afbreekbaar is.

Werking

Figuur 1: Stappen in het aanhechtingsmechanisme van de blauwe mossel (Mytilus edulis).

Mechanisme

De aanhechting van de mossel gebeurt op de volgende manier. De voet van de mossel, tast de ondergrond af, hecht zich vervolgens vast en produceert een eiwitdraad, vervolgens laat de voet los en zoekt een tweede aanhechtingsplek, enozoverder…

De belangrijkste ingrediënten in de byssusdraden zijn ijzerionen en de aminozuren tyrosine en lysine. Aangezien ijzerionen en lysine positief geladen zijn levert deze combinatie sterke metaaleiwitten die hechten aan substraten met negatieve ladingen. Negatief geladen substraten komen in zeewater veelvuldig voor. Deze hechtingen die op moleculair niveau werken zijn zeer belangrijk voor een lijm die onder water moet presteren, maar het precieze mechanisme is nog niet volledig begrepen. Traditionele lijm gebaseerd op cyano-acrylaat slaagt er niet in de aantrekking tussen water moleculen aan het substraat en watermoleculen onderling voldoende te breken, waardoor de lijm eerder de neiging heeft een losse parels te vormen dan te hechten aan het substraat. Er zitten vijf verschillende eiwitten (Mytilus edulis foot protein; Mefp-1 tot Mefp-5) in de byssusdraden van de blauwe mossel Waarschijnlijk is Mefp-1 de sleutel tot het aanmaken van de lijm. Bij het kijken naar de structuur van dit eiwit werd ontdekt dat het geen vaste vorm vertoont, maar zich eerder gedraagt als een bewegelijk kluwen. Door deze flexibiliteit maakt het eiwit gemakkelijk veel contactpunten met het substraat waar aanhechting op zeer kleine schaal kan plaatsvinden.

Voordelen

Dergelijke lijm zou gebruikt kunnen worden voor het vastlijmen van botsplinters of misschien zelfs volledige breuken. Momenteel leid het verwijderen en vlak schuren van splinters vaak tot ontstekingen. Verder kan het inwendig gebruik van de lijm, al dan niet in combinatie met traditionele hechtingen, het lekken van inwendige wonden helpen.

Oorsprong & Ontwikkeling

Directe extractie van de eiwitten die de blauwe mossel (Mytilus edulis) gebruikt voor het maken van byssusdraden is niet niet rendabel. Zo’n 50kg mosselen zou nodig zijn per druppel. Onderzoek gaat dus vooral uit naar de werking van de lijm in de hoop syntetische varianten te kunnen aanmaken die even goede resultaten leveren. Ontwikkeling van een lijm op basis van synthetische versie van Mefd-1 volop bezig, maar het is nog vooralsnog onduidelijk wanneer dit op de markt zou kunnen komen.

Figuur 2: Een groep blauwe mossels (Mytilus edulis)

Zie ook:

Lijst van mariene biotechnologie toepassingen