Huruvida man ska operera ett foster är ett hjärtskärande beslut. Denna typ av operation innebär att penetrera den mycket känsliga fostersäcken, ökade hälsorisker för fostret. Nu rapporterar forskare utvecklingen av ett lim, inspirerad av musslornas sega grepp på hala stenar, som en dag kan hjälpa till att rädda livet på de yngsta patienterna.

Forskarna presenterar sina resultat idag vid det 254:e nationella mötet och utställningen av American Chemical Society (ACS). ACS, världens största vetenskapliga sällskap, håller mötet här till och med torsdag. Den har nästan 9, 400 presentationer om ett brett spektrum av vetenskapliga ämnen.

"En av de största riskerna med att utföra operation på foster är inte själva kirurgiska ingreppet, men införandet av ett fosterskop genom fostervattensäcken, som är mycket ömtålig, "Diederik Balkenende, Ph.D., säger. "Efter operationen, det lilla hålet där kikaren penetrerade membranet kan börja gå sönder. Om det går sönder helt, för tidig förlossning är sannolikt. Eftersom dessa operationer ofta görs under andra trimestern långt innan fostret är fullt utvecklat, tidig förlossning ökar risken för fostersjukdom. Ett lim som kan förhindra att fostersäcken går sönder kan hjälpa fostret att stanna kvar i livmodern längre, vilket potentiellt skulle leda till en hälsosammare framtid för barnet."

Ett välkänt exempel på en allvarlig missbildning som skulle göra ett foster till en kandidat för operation är spina bifida. Det är ett tillstånd där neuralröret - den del som blir barnets hjärna och ryggmärg - inte utvecklas eller stänger ordentligt.

För att åtgärda sådana problem för några decennier sedan, kirurger var tvungna att skära upp en kvinnas buk och livmoder. Nu, läkare kan använda magra endoskopiska verktyg för att utföra operationer genom ett litet hål. Fortfarande, att nå fostret, instrumenten måste penetrera fostersäcken, som inte kan läka eller lätt kan sys ihop eftersom den är så ömtålig. Att täta det med ett lim är en utmaning eftersom membranet är vått; dessutom, att leverera ett kirurgiskt lim efter operationen är ett stort hinder.

För att lösa problemet med våt vidhäftning, forskare har vänt sig till musslor för att få inspiration. Musslor producerar klibbiga ämnen som gör att de kan klamra sig fast vid stenar och fartygsskrov i våta miljöer, även under dunkande vågor. Att utveckla efterliknande av dessa substanser för kirurgiskt bruk innebär att förvandla dem till hydrogeler. Men denna omvandling har hittills krävt kemiska tvärbindare som kan vara giftiga för foster.

Balkenende, en postdoktor i Philip Messersmiths labb, Ph.D., vid University of California, Berkeley ville eliminera tvärbindarna. Så han infunderade en självhäftande ingrediens från musselfoten som heter dihydroxifenylalanin, eller DOPA, till en speciell polymer som kan lösas upp i ett biokompatibelt lösningsmedel. Lösningen kan sedan dras upp i en spruta. För att testa sitt material, forskarna använde bitar av ett membran som omger en kos hjärta som en modell av fostersäcken. De applicerade lösningen med sprutan på överlappande delar av det våta, filmiga vävnader. Vid kontakt med fukt på vävnaderna, blandningen blev omedelbart gummiaktig. Efter ungefär en timme, limset och höll ihop bitarna.

Men även med rätt polymer och lösningsmedel, forskarna behövde fortfarande ta reda på hur lösningen skulle kunna fungera i en verklig operation.

"Att reparera ett hål i fostersäcken är en skrämmande ingenjörsutmaning, " säger Messersmith. "Så förutom den nya polymeren som vi gör, vi närmar oss leveransen från en ny vinkel, vilket är vad vi kallar förförsegling. Att injicera den flytande polymeren mellan livmoderns innervägg och fostersäcken och låta den stelna före operationen kan ge det mekaniska stöd som behövs för att förhindra att hålet slits sönder och orsakar en katastrofal bristning."

Att få in limmet i klinisk praxis kommer att kräva ytterligare arbete. Forskarna fulländar fortfarande sitt lim och undersöker biokompatibilitet. Prekliniska tester på djur måste också slutföras, säger Balkenende.