Χειρουργική «κολλητική ταινία» αντικαθιστά τα ράμματα

Οι πληγές στο έντερο μπορεί να προκαλέσουν επικίνδυνες λοιμώξεις, αλλά ένας κολλώδης ιατρικός επίδεσμος μπορεί να τις καλύψει και να τους επιτρέψει να επουλωθούν.

Όπως μια συνήθης κολλητική ταινία του εμπορίου, ο νέος επίδεσμος είναι διαφανής, κολλώδης στη μία πλευρά και λείος από την άλλη. Στην τρέχουσα σύνθεσή του, η κόλλα στοχεύει να σφραγίσει τραύματα στη γαστρεντερική οδό, την οποία οι μηχανικοί περιγράφουν ως τον βασικό βιολογικό αγωγό του σώματος.

Σε πολυάριθμα πειράματα, η ομάδα κατέδειξε ότι ο επίδεσμος μπορεί να σφραγίσει γρήγορα μεγάλες ρωγμές  και οπές στο στομάχι και τα έντερα διαφόρων ζωικών μοντέλων. Η κόλλα συνδέει ισχυρά τους ιστούς μέσα σε μερικά δευτερόλεπτα και διατηρείται για περισσότερο από ένα μήνα. Η κολλητική αυτή βιολογική ταινία είναι εύκαμπτη, ικανή να διαστέλλεται και να συστέλλεται ακολουθώντας ένα λειτουργικό όργανο καθώς αυτό επουλώνεται. Μόλις επουλωθεί πλήρως ένας τραυματισμός η ταινία σταδιακά υποβαθμίζεται χωρίς να προκαλεί φλεγμονή ή να κολλάει στους περιβάλλοντες ιστούς.

Η ομάδα οραματίζεται ότι ο χειρουργικός αυτός κολλώδης επίδεσμος θα μπορούσε μια μέρα να χρησιμοποιηθεί ως μια γρήγορη και ασφαλής εναλλακτική λύση για συρραφή και επούλωση τραυμάτων ή για την ενίσχυση των συμβατικών ραμμάτων για την αποκατάσταση ρωγμών  και την αποφυγή διαρροών βακτηρίων στο έντερο και σε άλλους βιολογικούς ιστούς.

Η κόλλα της ταινίας έχει κατασκευαστεί από πολυακρυλικό οξύ, ένα απορροφητικό υλικό που βρίσκεται στις πάνες, το οποίο απορροφά την υγρασία όταν έρχεται σε επαφή με μια υγρή επιφάνεια. Οι ερευνητές ανέμιξαν  με το υλικό εστέρες, χημικές ενώσεις που μπορούν να συνδεθούν με πρωτεΐνες στον ιστό για να σχηματίσουν ισχυρότερους δεσμούς. Τέλος, ενίσχυσαν την κόλλα με ζελατίνη ή χιτοζάνη, που είναι φυσικά συστατικά που διατηρούν το σχήμα της ταινίας.

Οι χειρουργοί συνήθως επιδιορθώνουν τα τραύματα στον γαστρεντερικό σωλήνα με συμβατικά χειρουργικά ράμματα, που απαιτούν ακρίβεια και εκπαίδευση, και τα οποία μετά από χειρουργική επέμβαση μπορούν να προκαλέσουν ουλές γύρω από τον τραυματισμένο ιστό. Ο ιστός ανάμεσα στα ράμματα θα μπορούσε επίσης να σχιστεί, προκαλώντας δευτερεύουσες διαρροές βακτηρίων που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σήψη.

Η ομάδα πραγματοποίησε μια σειρά πειραμάτων για να ελέγξει τις ιδιότητες και την απόδοση της ταινίας. Όταν η ταινία τοποθετήθηκε σε καλλιέργεια με ανθρώπινα επιθηλιακά κύτταρα, αυτά  συνέχισαν να αναπτύσσονται, δείχνοντας ότι είναι βιοσυμβατή. Όταν η ταινία εμφυτεύτηκε κάτω από το δέρμα αρουραίων βιοαποικοδομήθηκε μετά από περίπου 12 εβδομάδες, χωρίς τοξικές επιδράσεις.

Οι ερευνητές εφάρμοσαν επίσης την ταινία σε τραύματα στο κόλον και το στομάχι ζώων και διαπίστωσαν ότι παρέμεινε συνδεδεμένη καθώς τα τραύματα επουλώνονταν πλήρως, προκαλώντας ελάχιστες ουλές και φλεγμονές συγκριτικά με τις επεμβάσεις που έγιναν με συμβατικά ράμματα.

Τέλος, η ομάδα εφάρμοσε την ταινία σε τραύματα του παχέος εντέρου χοίρων και παρατήρησε ότι τα ζώα συνέχισαν να τρέφονται κανονικά, χωρίς πυρετό, λήθαργο ή άλλες δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία, ενώ μετά από τέσσερις εβδομάδες, τα τραύματα επουλώθηκαν πλήρως χωρίς σημάδια δευτερογενούς διαρροής.

Συνολικά, τα πειράματα έδειξαν ότι το χειρουργικό αυτό έμπλαστρο θα μπορούσε να εφαρμοστεί εξίσου εύκολα με μια κολλητική ταινία  του εμπορίου και να επιδιορθώσει με ασφάλεια γαστρεντερικούς τραυματισμούς. Οι επιστήμονες που δημιούργησαν την κολλητική ταινία στο εργαστήριο του ΜΙΤ, Dr. HyunwooYuk και Dr. Xuanhe Zhao σκοπεύουν να αναπτύξουν περαιτέρω το βιολογικό αυτό έμπλαστρο μέσω μιας νέας startup που θα ιδρύσουν, επιδιώκοντας την έγκριση του FDA για να δοκιμάσουν το έμπλαστρο σε κανονικές ιατρικές επεμβάσεις.

Journal reference: Science Translational Medicine, DOI: 10.1126/scitranslmed.abh2857