Korona virüs salgınının başlangıcında, Patrick Guerra’nın bir doktor olan karısı, bir N95 solunum maskesini bağlayacak, ardından kullanımını uzatmak için tek kullanımlık bir cerrahi maske ile kapatacaktı. Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri (CDC), sağlık çalışanlarının her hastadan sonra yeni bir N95 solunum cihazı takmasını tavsiye ediyor, ancak ulusal bir N95 ve diğer ekipman eksikliği bunu imkansız hale getirdi.
Cincinnati Üniversitesi’nde biyolojik bilimler profesörü olan Guerra, “Karım bir radyoloji tıp asistanı ve aerosol üreten bu prosedürleri, kişinin yüzüne birkaç santim yakın bir yerde yapıyor,” diyor. “Bir şeyi çözmem gerektiğini düşündüm.”
Doğal Uyum
İpek güvesi kozalarının karmaşık mimarisini inceleyen Guerra, ipek bir cerrahi maske nin N95’e göre daha iyi bir koruyucu bariyer görevi görüp görmediğini merak etti çünkü kozaların doğal olarak su itici olduğunu gözlemledi. “Tırtıllar temelde bu hidrofobik katmanları inşa ediyorlar,” diyor, “bu yüzden hepsi kendi küçük uyku tulumlarında olduğu gibi rahatlar ve eğer yağmur yağarsa, su kaydetmek için çok fazla doygunluk gerekiyor.”
O ve yüksek lisans öğrencileri, pamuk, polipropilen (birçok tek kullanımlık cerrahi maske de bulunan malzeme) ve ipek gibi farklı kumaş türlerini test ederek hangisinin suyu itme olasılığı en yüksek olduğunu, özellikle öksüren veya hapşıran birinden gelen aerosol su damlacıklarını test etti – önemli bir aktarım COVID-19’a neden olan virüs olan SARS-CoV-2.
Plos One’da yayınlanan araştırmaları, ipeğin açık ara en iyi malzeme olduğunu gösterdi, sadece aşırı derecede su itici olduğu için değil, aynı zamanda ipeğin oldukça nefes alabilir olması nedeniyle. Ve tekrarlanan yıkamalardan sonra bu özelliklerin her ikisini de korur. Guerra, “Başka bir şey de ipeğin sözde anti-mikrobik olması” diyor ve bunun muhtemelen ipek solucanlarının bakır içeren dut yapraklarından beslenmesinden kaynaklandığına dikkat çekiyor. Bu, bundan sonra bakacağımız bir şey.
Maske ve Dikişlerden Daha Fazlası
İpek, uzun zamandır tıbbi olarak yararlı bir malzeme olarak kabul edilmektedir. İpek biyomalzemeleri konusunda uzman olan Tufts Üniversitesi’nde mühendislik profesörü olan David Kaplan, ipeğin güçlü ancak esnek olduğunu söylüyor. Ayrıca vücuda yerleştirildiğinde antikor reaksiyonuna neden olmaz ve zamanla biyolojik olarak bozunur. Yüzyıllardır ipek dikişler için kullanılmıştır. Kaplan, daha yakın zamanlarda, bilim adamlarının ipeğin doku rekonstrüksiyonu için olağanüstü bir malzeme olduğunu gösterdiğini söylüyor.
Tipik olarak cerrahlar, bir otomobil kazası gibi bir şey nedeniyle veya kanserli bir tümörü çıkarıldığı için hastalar büyük miktarda yumuşak doku kaybettiğinde, vücudun diğer bölgelerinden yağ alır veya yeniden yapılandırma için sentetik malzemeler kullanır. Yine de Kaplan, bu çözümlerin hiçbirinin işe yaramadığını belirtiyor – vücut genellikle yağı yeniden emiyor ve hastalar sentetik malzemenin nadiren doğal hissettirdiğini görüyor.
“Ama ipekle, [etkilenen bölgenin] boyutuna ve şekline uyan bir sünger yapabiliriz, onu yerleştirebiliriz ve yapı nedeniyle tamamen bozulması belki iki yıl sürecektir” diyor. “Böylece, bu iki yıl içinde yumuşak doku, damarlanma ve innervasyon ile yeniden büyüyor. İşin bittiğinde her şey normal ve ipek bitti.”
Kaplan’ın laboratuvarı, vokal kord kıvrımlarındaki dokuyu toplamaya yardımcı olan FDA onaylı enjekte edilebilir bir ipek proteini olan Silk Voice gibi ipek kullanan bir dizi biyomedikal cihazın piyasaya sürülmesine yardımcı oldu; Diğer kullanımların yanı sıra, bu, polipler veya kanserli bir büyüme çıkarıldıktan sonra hastaların seslerini korumalarına yardımcı olabilir. Laboratuvarı ayrıca kontrollü salımlı ilaç dağıtımına yardımcı olan ipek mikro iğnelerin geliştirilmesine de yardımcı oldu. Kaplan, “Bu teslimatı altı aya kadar kontrol edebilirsiniz ve ipek ipuçları yavaş yavaş azalacaktır” diyor.
Guerra’da olduğu gibi, Kaplan’ın ipek biyomateryalleriyle deney yapma motivasyonunun bir kısmı, bir aile üyesinin endişesinden kaynaklanıyordu. Kronik kulak enfeksiyonu olan çocuklar için ipek kulak tüplerinin geliştirilmesi üzerinde çalışıyor . Şu anda kullanımda olan plastik kulak tüplerinin yaygın bir komplikasyonu, kulaktan erken çıkabilmeleridir ve bunların değiştirilmesi için ek cerrahi prosedürler gerektirir. Kaplan’ın ipek kulak tüpleri, bir süre sonra aşınacakları için asla çıkarılmamalıdır.