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Usando las barreras del hidrogel para prevenir efectivo adherencias postquirúrgicas

Después de cirugía dentro de las cavidades abdominales o pélvicas, el tejido de la cicatriz forma en los forros interiores de estas cavidades y puede a menudo adherirse a los órganos que se encuentran dentro de ellos. Esta adherencia ocurre en el 93% de estos pacientes y puede afectar a los intestinos, al hígado, al diafragma urinario, a la vesícula biliar y a los órganos reproductivos femeninos. En el hasta 20% de casos de la adherencia, las complicaciones serias pueden presentarse, incluyendo dolor abdominal o pélvico crónico, problemas de la fertilidad o la obstrucción intestinal. Esto no sólo da lugar al sufrimiento y a la mortalidad pacientes crecientes pero agrega sobre $1 mil millones en costos adicionales del hospital en los Estados Unidos solamente.

Un método de uso general de combate este problema es utilizar las películas sintetizadas disponibles en el comercio como barreras de la adherencia. Sin embargo, hay a veces dificultades en la aplicación de estas películas con un suficiente grado de conformidad a las superficies irregulares y pueden también ser frágiles y difíciles de manejar. Además, no es posible utilizar las películas para los procedimientos pequeño-porta tales como cateterización y laparoscopias, y su eficacia total se estima en el 25%.

Con un esfuerzo colaborativo del multi-instituto, que los científicos incluidos de la Universidad de Harvard y del Terasaki instituyen para la innovación biomédica (TIBI), un método fue desarrollado para vencer estos retos y para producir una barrera más efectiva de la anti-adherencia con algunas ventajas adicionales.

Los investigadores primero eligieron un polímero llamado un hidrogel que fue hecho con nanoplatelets del silicato (SNPs). Este hidrogel era elegido debido a sus capacidades de resistencia-reducción - la capacidad de deformar bajo tensión y después rápidamente uno mismo-de recuperar y de moldearse para ajustar el espacio deseado. Esto le hizo el ideal para inyectar o para pintar (con vaporizador) sobre una superficie con abrigo completo y uniforme. Los investigadores podían también formular esta barrera de resistencia-reducción del hidrogel (STHB) para solidificar sin la polimerización adicional o los pasos de la reticulación que otros hidrogeles requieren. Para prevenir la infiltración, la adhesión y el incremento del tejido de la cicatriz produciendo las células, un polímero llamado el óxido del polietileno (PEO), fueron incluidos en la mezcla del hidrogel.

La prueba extensa fue realizada en las diversas formulaciones del hidrogel para optimizar su capacidad de resistencia-reducción, injectability, características del aerosol y estabilidad estructural. Las pruebas microscópicas de la observación también conducto para determinar la eficacia de PEO en la prevención de la adhesión de células cicatriz-que producían. Los resultados mostraron que las formulaciones óptimas del STHB demostraron propiedades mecánicas superiores y una prevención más efectiva de la adhesión de la célula que los hidrogeles del mando preparados sin SNPs o PEO.

Las pruebas animales del modelo y de la coloración confirmaron estos resultados iniciales. Los experimentos conducto en ratas quirúrgico heridas usando un STHB o una barrera de la película comercial implantada sobre sus guarniciones abdominales. Después de la época postoperatoria estándar de dos semanas, las adherencias resultantes fueron revisadas y niveladas visualmente. La formulación del grado óptimo STHB exhibió la eficacia más alta de prevenir la adherencia celular sobre la barrera de la película o los tratamientos negativos del mando (ninguna barrera).

Los experimentos de coloración hecharon una ojeada a una mirada más atenta la formación del tejido de la cicatriz de las pruebas de adherencia modelo animales. Los exámenes microscópicos revelaron que las ratas sin las barreras implantadas mostraron bandas de alto grado de la formación del tejido de la cicatriz, mientras que los temas de la barrera de la película exhibieron las bandas de calidad inferior del tejido de la cicatriz y la formulación del grado óptimo STHB no mostraron ninguna formación de la banda del tejido de la cicatriz en absoluto.

Los experimentos subsiguientes probaron el biocompatibility a largo plazo del STHB; esto es esencial en la obtención de la cura postquirúrgica normal. Los resultados mostraron que el STHBs no produjo ningún signo de reacciones inmunológicas contra ellas después de la implantación y su degradación y resorción en la carrocería era completa después de un período de dos semanas.

Combinando las mejores características de una barrera optimizada del hidrogel, hemos creado un modo eficaz de prevenir adherencias postquirúrgicas. Esto está seguro de tener un gran impacto en pacientes quirúrgicos y la industria de la atención sanitaria.”

Ali Khademhosseini, Ph.D., el director de TIBI y 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.