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Usando barreiras do hydrogel para impedir eficazmente adesões cargo-cirúrgicas

Depois da cirurgia dentro das cavidades abdominais ou pélvicas, o tecido da cicatriz frequentemente forma nos forros internos destas cavidades e pode aderir aos órgãos que são encontrados dentro deles. Esta adesão ocorre em 93% destes pacientes e pode afectar os intestinos, o fígado, a bexiga urinária, a bexiga de bílis e os órgãos reprodutivos fêmeas. Em até 20% de casos da adesão, as complicações sérias podem elevarar, incluindo a dor abdominal ou pélvica crônica, os problemas da fertilidade ou a obstrução intestinal. Isto conduz não somente ao sofrimento e à mortalidade pacientes aumentados mas adiciona sobre $1 bilhões em custos adicionais do hospital nos Estados Unidos apenas.

Um método de uso geral de combater este problema é usar filmes sintéticos disponíveis no comércio como barreiras da adesão. Contudo, há às vezes umas dificuldades em aplicar estes filmes com um suficiente grau de conformidade às superfícies irregulares e podem igualmente ser frágeis e difíceis de segurar. Adicionalmente, não é possível usar os filmes para procedimentos do pequeno-portal tais como o cateterismo e as laparoscopias, e sua eficácia total é calculada em 25%.

Com um esforço colaborador do multi-instituto, que os cientistas incluídos da Universidade de Harvard e do Terasaki instituíssem para a inovação biomedicável (TIBI), um método foi desenvolvido para superar estes desafios e para produzir uma barreira mais eficaz da anti-adesão com algumas vantagens adicionadas.

Os pesquisadores escolheram primeiramente um polímero chamado um hydrogel que fosse feito com nanoplatelets do silicato (SNPs). Este hydrogel era escolhido devido a suas capacidades dediluição - a capacidade para deformar-se sob o esforço e rapidamente auto-para recuperar então e moldar-se para caber o espaço desejado. Isto fez-lhe o ideal para injetar ou para pulverizar em uma superfície com a cobertura completa e uniforme. Os pesquisadores podiam igualmente formular esta barreira dediluição do hydrogel (STHB) para solidificar sem a polimerização adicional ou as etapas do ligamento transversal que outros hydrogels exigem. Para impedir a infiltração, a aderência e o crescimento do tecido da cicatriz produzindo pilhas, um polímero chamado o óxido do polietileno (PEO), foram incluídos na mistura do hydrogel.

O teste extensivo foi executado em várias formulações do hydrogel para aperfeiçoar seus capacidade dediluição, injectability, características do pulverizador e estabilidade estrutural. Os testes microscópicos da observação foram conduzidos igualmente para determinar a eficácia de PEO em impedir a aderência de pilhas deprodução. Os resultados mostraram que as formulações as melhores do STHB demonstraram propriedades mecânicas superiores e uma prevenção mais eficaz da aderência da pilha do que os hydrogels do controle preparados sem o SNPs ou o PEO.

Os testes animais do modelo e da mancha confirmaram estes resultados iniciais. As experiências foram conduzidas em ratos cirùrgica feridos usando um STHB ou uma barreira do filme comercial implantado em seus forros abdominais. Após a época pós-operatório padrão de duas semanas, as adesões resultantes visualmente foram inspeccionadas e classificadas. A formulação da situação óptima STHB exibiu a eficácia a mais alta em impedir a adesão celular sobre a barreira do filme ou os tratamentos negativos do controle (nenhuma barreira).

As experiências de mancha olharam um olhar mais atento a formação do tecido da cicatriz dos testes de adesão modelo animais. Os exames microscópicos revelaram que os ratos sem as barreiras implantadas mostraram faixas de primeira qualidade da formação do tecido da cicatriz, quando os assuntos da barreira do filme exibiram as faixas de baixo grau do tecido da cicatriz e a formulação da situação óptima STHB não mostraram nenhuma formação da faixa do tecido da cicatriz de todo.

As experiências subseqüentes testaram o biocompatibility a longo prazo do STHB; isto é essencial em obter a cura cargo-cirúrgica normal. Os resultados mostraram que o STHBs não produziu nenhum sinal de reacções imunológicas contra elas após a implantação e suas degradação e reabsorção no corpo estava completa após um período de duas semanas.

Combinando as melhores características de uma barreira aperfeiçoada do hydrogel, nós criamos um modo eficaz impedir adesões cargo-cirúrgicas. Isto é certo ter um grande impacto em pacientes cirúrgicos e na indústria dos cuidados médicos.”

Ali Khademhosseini, Ph.D., director de TIBI e CEO

Source:
Journal reference:

Ruiz-Esparza, G.U., et al. (2021) Nanoengineered Shear-Thinning Hydrogel Barrier for Preventing Postoperative Adhesions. Nano-Micro Letters. doi.org/10.1007/s40820-021-00712-5.