I chirurghi plastici e gli scienziati sviluppano il sostituto sintetico del tessuto molle con meno effetti secondari

Un gruppo dei chirurghi plastici e degli scienziati materiali ha fatto un avanzamento importante nel trattamento del problema clinico comune di perdita del tessuto molle. Hanno inventato un sostituto sintetico del tessuto molle che bene è tollerato ed incoraggia la crescita del tessuto molle e dei vasi sanguigni. Questo nuovo materiale conserva la sua forma senza essere troppo denso, sormontando le sfide con i riporti correnti del tessuto che tendono ad essere troppo molli o abbastanza poroso a lasciare le celle muoversi dentro e cominciare ricrescere il tessuto. Un rapporto su questo lavoro compare oggi nella medicina di traduzione di scienza.

Due difetti del tessuto sono stati creati su ogni lato degli idrogel inguinali del brevetto del grasso di 80 - e 150-Pa ed il composito di 150-Pa con lo stesso volume di 1 ml sono stati iniettati nel difetto, rispettivamente. Gli idrogel hanno mostrato trasparente mentre il composito è sembrato bianco. Al BACCELLO 42, gli idrogel ed il composito hanno integrato bene con il tessuto ospite. È duro differenziare i materiali iniettati con il tessuto ospite; anche potremmo identificare la posizione materiale per i nodi della sutura, che sono stati tracciati dopo l'iniezione iniziale (visualizzazione dalla cima). Una volta alzati il picchiettio grasso inguinale di tutto, potremmo identificare i materiali iniettati (visualizzazione dal fondo). Il composito ha esibito la simile conservazione di forma come l'idrogel 150-Pa al BACCELLO 42, che era più grande dell'idrogel 80-Pa. Barra del disgaggio = 10 millimetri. Credito: Johns Hopkins University e medicina di Johns Hopkins

Come chirurgo plastico, vedo i pazienti ogni giorno che perdono il tessuto molle come interfaccia, grasso ed il muscolo dalla chirurgia del cancro, dal trauma o da altre circostanze. Corrente le nostre opzioni sono limitate agli innesti, che sono contagiati da fibrosi e da altri problemi, o al ` che prende in prestito' i tessuti altrove dentro dall'organismo, che può causare la deformità là pure.„

Sashank Reddy, M.D., Ph.D., un istruttore in plastica e chirurgia ricostruttiva alla scuola di medicina di Johns Hopkins University ed al Direttore medico per la tecnologia di Johns Hopkins si avventura

La natura detesta un vuoto ed i difetti del tessuto molle possono contrarrsi, deformare e riempire di cicatrice. Per ricostruire questi difetti, muoviamo spesso il grasso da una parte del corpo verso un altro con un trattamento chiamato innesto grasso. Ciò non riesce sempre, poichè la metà del grasso innestato morirà tipicamente dopo che ha trapiantato ed è spesso duro predire che come queste procedure risolveranno.„

Sacchi di Justin, M.D., M.B.A., presidenza vice delle operazioni cliniche e di un professore associato di plastica e chirurgia ricostruttiva alla scuola di medicina di Johns Hopkins University

Parecchi anni fa, Reddy ed i sacchi si sono avvicinati a Hai-Quan Mao circa sviluppare un materiale che potrebbe permetterli di fare meno interventi di alta chirurgia per sostituire il tessuto molle perso. Hanno voluto trovare un migliore modo aiutare i pazienti mentre evitavano alcuni dei rischi di chirurgia.

Ciò era un problema interessante da affrontare da un punto di vista di assistenza tecnica. Un materiale del tipo di gel che è abbastanza poroso affinchè le celle sparga l'interno è tipicamente troppo molle per potere tenere la sua forma e un materiale che può conservare la sua forma una volta collocato nei difetti del tessuto molle è per contro troppo denso affinchè le celle si sviluppi in. Realmente abbiamo dovuto sintetizzare un nuovo materiale che è molle e poroso eppure resiliente - quasi come il tessuto grasso o Gelificarci-o.„

Hai-Quan Mao, Ph.D., un professore di scienza dei materiali e di assistenza tecnica al banco del merlano di assistenza tecnica e di assistenza tecnica biomedica alla scuola di medicina di Johns Hopkins University ed al direttore associato dell'istituto per nanobiotecnologia a Johns Hopkins

Poiché il grasso è usato spesso per riempire lo spazio durante le procedure della chirurgia ricostruttiva, il gruppo ha cominciato esaminando la struttura e le proprietà fisiche di grasso. Hanno usato il grasso grasso come pure animale umano reale ed hanno misurato tutto - come l'elastico è, quanto viscoso e quanto rimbalzante. Egualmente hanno esaminato la sua struttura microscopica, che consiste di grandi celle ragruppate intorno ad una matrice fibrosa - la matrice extracellulare - che presta la forma e la stabilità al tessuto grasso. Una volta che avessero quelle misure, hanno cominciato sperimentare. Ragione per cui il materiale stato necessario per essere sicuro e tollerato bene, in modo da essi ha cominciato con un cosiddetto idrogel fatto di acido ialuronico, una componente naturale della matrice extracellulare dell'organismo. Più ulteriormente, l'acido ialuronico già è utilizzato in più di 90 per cento dei riporti cutanei cosmetici commerciali negli Stati Uniti. Ma l'idrogel da solo non può conservare la sua forma mentre conserva la porosità, dice Mao; piuttosto sarà deformato troppo facilmente al sito della riparazione nell'organismo. Così hanno aggiunto un altro materiale all'idrogel per contribuire a dargli una certa rigidezza. Il gruppo di ricerca si è girato verso le fibre (PCL) di polycaprolactone, lo stesso materiale utilizzato in alcuni punti resorbable.

“Queste fibre sono circa un un-centesime il diametro dei capelli umani, ma anche a quella dimensione, abbiamo saputo che abbiamo dovuto limitare quanto abbiamo usato. Troppo ed il materiale risultante sarebbero troppo spessi per iniettare attraverso un ago di stampa sottile,„ dice Russell Martin, Ph.D., un collega postdottorale nella scienza dei materiali e costruire a Johns Hopkins che condutto questo progetto. Così hanno rotto le fibre nei brevi pezzi, misti loro in idrogel e con una reazione chimica, hanno indotto le fibre a saldare con l'idrogel per formarsi che cosa è chiamato un composito.

In modo che il composito da lavorare come sperato, ha dovuto abbinare la rigidezza del tessuto circostante, eppure è abbastanza poroso per le celle in quel tessuto muoversi dentro. Così il gruppo in primo luogo ha sperimentato con le celle umane del vaso sanguigno e le cellule staminali grasse laboratorio-crescenti per capire che generi di circostanze avrebbero favorito le celle per infiltrarsi nel composito per svilupparsi. Hanno paragonato l'idrogel puro al nuovo materiale composito, entrambi con i simili livelli di rigidezza. Hanno trovato che le celle non potevano penetrare l'idrogel puro, ma non solo erano le celle capaci di entrare nel composito, essi egualmente hanno formato le reti che hanno assomigliato ai vasi sanguigni.

“Abbiamo trovato nel composito che i nanofibers sono stati sparsi bene fuori ed hanno creato una struttura simile a quella di grasso, in modo da questo era realmente incoraggiante,„ dice Reddy. Poi hanno verificato il composito iniettandolo sotto l'interfaccia dei ratti. Durante parecchie settimane, i ratti iniettati con il composito hanno sviluppato i nuovi vasi sanguigni all'interno del composito iniettato, mentre i ratti iniettati con soltanto idrogel non hanno mostrato la formazione sostanziale del vaso sanguigno.

Così poi il gruppo ha voluto imitare uno scenario della riparazione del tessuto molle con il composito per vedere che come avrebbe funzionato. Facendo uso dei conigli, hanno eliminato 1 centimetro cubico di grasso dal fianco, quindi hanno iniettato che lo stesso sito con il composito o l'idrogel. Questo volume imita le diverse goccioline di grasso che sono trasferite corrente nell'innesto grasso clinico. I risultati hanno imitato che cosa è stato veduto negli esperimenti del ratto con il ingrowth sostanzialmente migliore del tessuto nel composito.

“Realmente siamo eccitati circa questo materiale mentre fornisce le buone fondamenta per altri tipi di studi ed usa in futuro,„ diciamo Reddy.

“Come ingegnere, è comune affinchè noi inventi qualcosa, quindi prova a convincere la gente ad usarlo. In questo caso, il bisogno è venuto dai pazienti e dai chirurghi nella clinica, la abbiamo catturata al banco ed ora siamo sul nostro modo di portare una soluzione di nuovo alla clinica; abbiamo cerchio completo quasi andato,„ dice Mao.

Il gruppo spera di verificare questo composito in pazienti con i deficit del tessuto molle in un anno.