Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες και του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο ανέπτυξαν ένα ενέσιμο στεγανωτικό για ταχεία αιμόσταση και προσκόλληση ιστών σε μαλακά, ελαστικά όργανα. Σύνθεση με τροποποιημένη με μεθακρυλοϋλ ανθρώπινη ανασυνδυασμένη τροποελαστίνη (MeTro) και νανοαιμοπετάλια πυριτικού λαπονίτη (SNs), η τροποποιημένη υδρογέλη επέδειξε σημαντικές βελτιώσεις στην αντοχή προσκόλλησης στους ιστούς και την αιμοστατική αποτελεσματικότητα σε προκλινικά μοντέλα που αφορούν πνευμονικούς και αρτηριακούς τραυματισμούς.
Τραυματισμοί σε μαλακούς ιστούς όπως οι πνεύμονες, η καρδιά και τα αιμοφόρα αγγεία περιπλέκουν το χειρουργικό κλείσιμο λόγω της συνεχούς κίνησης και ελαστικότητάς τους. Τα ράμματα, τα σύρματα και τα συνδετικά στοιχεία στερεώνονται μηχανικά, με κίνδυνο απώλειας αίματος όταν εφαρμόζονται σε ιστούς που διαστέλλονται και συστέλλονται με κάθε αναπνοή ή καρδιακό παλμό. Οι υπάρχοντες αιμοστατικοί παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των στεγανωτικών με βάση την ινώδη, στοχεύουν στην αναστολή της ροής του αίματος, αλλά μπορεί να προκαλέσουν έντονες αντιδράσεις πήξης σε ασθενείς με διαταραχές πήξης.
Προϊόντα όπως τα κυανοακρυλικά παρέχουν ισχυρή προσκόλληση, αλλά εισάγουν υπερβολική ακαμψία που μπορεί να διαταράξει τη φυσική κίνηση των ιστών και να προκαλέσει κυτταροτοξικές επιδράσεις. Οι υδρογέλες φυσικών πολυμερών είναι βιοσυμβατές, αλλά συχνά δεν διαθέτουν τη μηχανική αντοχή και προσκόλληση που απαιτούνται για τη σφράγιση υγρών ή εξαιρετικά ελαστικών επιφανειών. Τα Progel και FocalSeal με βάση την πολυ(αιθυλενογλυκόλη) παρουσιάζουν περιορισμένη ελαστικότητα και απαιτούν παρατεταμένους χρόνους εφαρμογής, μειώνοντας την αποτελεσματικότητά τους σε δυναμικά περιβάλλοντα ιστών.
Τα στεγανωτικά μαλακών ιστών που ενσωματώνουν αιμόσταση, ευκαμψία και πρόσφυση παραμένουν περιορισμένα. Το MeTro είχε προηγουμένως δείξει βιοσυμβατότητα και μηχανικές ιδιότητες που μοιάζουν με εκείνες των φυσικών ελαστικών ιστών. Προηγούμενες τροποποιήσεις με οξείδιο του γραφενίου αύξησαν την ανθεκτικότητα, ενώ η ζελατίνη τροποποιημένη με μεθακρυλοϋλ ενίσχυσε την αποκατάσταση των νεύρων. Ωστόσο, οι αιμοστατικές δυνατότητες παρέμειναν ένα κενό. Τα SN έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν την απόκριση πήξης διατηρώντας παράλληλα τη μηχανική ακεραιότητα του στεγανωτικού.
Στη μελέτη με τίτλο “Ταχεία σύγκλειση και αιμόσταση ρήξης μαλακών ιστών χρησιμοποιώντας ένα τροποποιημένο στεγανωτικό με βάση την ανθρώπινη τροποελαστίνη σε προκλινικά μοντέλα”, που δημοσιεύτηκε στο Science Translational Medicine, οι ερευνητές διεξήγαγαν προκλινικές δοκιμές μιας μηχανικής υδρογέλης που συνδυάζει SNs MeTro και Laponite για να αξιολογήσει την πρόσφυση των ιστών και την αιμοστατική αποτελεσματικότητα στους μαλακούς ιστούς.
Οι προκλινικές δοκιμές περιελάμβαναν μοντέλα αρτηριακής βλάβης σε αρουραίους και πνευμονική βλάβη σε χοίρους για να αξιολογήσουν την απόδοση του στεγανωτικού σε μαλακά, ελαστικά όργανα. Οι ερευνητές μέτρησαν την ισχύ προσκόλλησης, τον χρόνο πήξης και την απόκριση των ιστών για να αξιολογήσουν την αποτελεσματικότητα της σύνθεσης MeTro/SN υπό δυναμικές φυσιολογικές συνθήκες. Προπαρασκευάστηκαν διαλύματα προπολυμερούς MeTro και ποικίλων συγκεντρώσεων SN και διασυνδέθηκαν χρησιμοποιώντας ορατό φως.
Υποκείμενα σε δοκιμές τραυματισμού σε αρουραίους και χοίρους για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του σφραγιστικού. Οι δοκιμές περιελάμβαναν μετρήσεις ισχύος π+ροσκόλλησης ex vivo σε ιστούς δέρματος, πνευμόνων και καρδιάς χοίρου, με την πίεση ρήξης να αξιολογείται σε τρυπημένα φύλλα κολλαγόνου. Η αιμοστατική απόδοση αξιολογήθηκε μέσω ανάλυσης χρόνου πήξης χρησιμοποιώντας φρέσκο ανθρώπινο αίμα που είχε υποβληθεί σε επεξεργασία με υδρογέλες MeTro/SN και εμπορικούς αιμοστατικούς παράγοντες.
Οι αξιολογήσεις βιοσυμβατότητας περιελάμβαναν χρώση ζωντανών/νεκρών και ιστολογική ανάλυση ιστού που περιβάλλει εμφυτεύματα υδρογέλης MeTro/SN. Πρόσθετες δοκιμές περιελάμβαναν ανάλυση δυναμικού ζήτα για την αξιολόγηση ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων και φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού για την επιβεβαίωση της διασύνδεσης και της χημικής σύνθεσης της μήτρας υδρογέλης.
Οι υδρογέλες MeTro/SN παρουσίασαν αυξημένη αντοχή πρόσφυσης και πίεση ρήξης σε σύγκριση με το MeTro μόνο του και τα εμπορικά σφραγιστικά. Σε ιστό πνεύμονα χοίρου, το MeTro/SN πέτυχε αντοχή πρόσφυσης 23 kPa σε σύγκριση με 12 kPa για το MeTro. Η πίεση ρήξης των υδρογέλων MeTro/SN που περιείχαν 1% SN έφτασε τα 3,6 kPa, υπερβαίνοντας τα 2,8 kPa του MeTro.
Σε δοκιμές πίεσης ρήξης καρδιάς ex vivo, το MeTro/SN ανέχτηκε πιέσεις 47 kPa σε σύγκριση με 41 kPa για το MeTro, υποδεικνύοντας βελτιωμένη δομική ακεραιότητα. Οι δοκιμές πίεσης ρήξης φύλλου κολλαγόνου έδειξαν επίσης ανώτερη μηχανική αντοχή σε δείγματα που είχαν υποστεί αγωγή με MeTro/SN.
Οι αιμοστατικές δοκιμές έδειξαν μειωμένο χρόνο πήξης σε δείγματα που είχαν υποστεί αγωγή με MeTro/SN σε σύγκριση με τους μη επεξεργασμένους μάρτυρες. Το αίμα που είχε υποστεί αγωγή με υδρογέλες MeTro/SN που περιείχαν 1% SN πήξε εντός 12 λεπτών, ενώ το μη επεξεργασμένο αίμα χρειάστηκε 15 λεπτά. Δεν παρατηρήθηκε αύξηση στην αιμόλυση, υποδεικνύοντας ελάχιστη κυτταρική βλάβη παρά την ταχύτερη απόκριση πήξης.
Στο μοντέλο ακρωτηριασμού ουράς αρουραίου, οι υδρογέλες MeTro/SN μείωσαν την απώλεια αίματος κατά περίπου 91% σε σύγκριση με την MeTro και κατά 99% σε σύγκριση με τους μάρτυρες που δεν είχαν υποβληθεί σε αγωγή. Η ιστολογική ανάλυση δεν αποκάλυψε σημαντική φλεγμονώδη απόκριση γύρω από τα εμφυτεύματα MeTro/SN μετά από επτά και 28 ημέρες σε υποδόριο ιστό αρουραίου. Δεν παρατηρήθηκε ίνωση ή διήθηση λεμφοκυττάρων, γεγονός που υποδηλώνει βιοσυμβατότητα της σύνθεσης υδρογέλης.
