Chirurgische Nähte, die die Genesung nach Operationen beschleunigen

Chirurgische Nähte, die die Genesung nach Operationen beschleunigen

Forscher am Massachusetts Institute of Technology haben auflösbare Nähte entwickelt, die je nach Bedarf mit molekularen Sensoren oder Medikamenten beladen werden können.

Die Innovation zielt darauf ab, die Genesung nach Operationen zu beschleunigen oder Leckagen oder Fehler an der Operationsstelle zu erkennen, heißt es in einer Veröffentlichung von New Atlas unter Berufung auf die Zeitschrift Matter.

Antikes Griechenland

Nach Angaben des griechischen Chirurgen Galen von Pergamon im antiken Griechenland verwendeten Mediziner Fäden aus Seide und die Eingeweide von Schafen oder Pferden, um die Verletzung zu behandeln, wenn Gladiatoren eine Sehnenverletzung erlitten. Chirurgisches Nahtmaterial und Fasern, die aus den Därmen von Tieren hergestellt wurden, werden als „Katzendärme“ bezeichnet, obwohl einige davon nichts mit den inneren Teilen der Tierrassen zu tun haben.

Katzen- oder Rinderdarm

Der Name bezieht sich auf die Eingeweide von Katzen oder Rinderherden, also „cat gut“ in Bezug auf cats auf Englisch, bzw. Cattle, kurz für Rindvieh. Eine Version des Nahtmaterials wird auch heute noch in einigen Operationen verwendet, insbesondere in Fällen, in denen das Nahtmaterial nicht einfach entfernt werden kann, da sich das Nahtmaterial auf natürliche Weise in etwa 90 Tagen auflöst.

Biomoleküle und Hydrogele

Um die Verwendung von biolöslichem Nahtmaterial zu erweitern, verwendeten die MIT-Forscher Schweinegewebe und verwendeten ein reinigungsmittelbasiertes Verfahren, um es zu waschen und die Zellen zu entfernen, um Fasern zu erhalten, die hauptsächlich aus Kollagen und anderen Biomolekülen bestehen. Die Fasern, die sie De-gut nannten, wurden dann in ein Hydrogel eingekapselt, bevor sie in verschiedene Moleküle im Gel eingebaut wurden, um die Wundheilung und -wahrnehmung zu unterstützen.

Gelpoliermittel

„Ein biologisch abbaubares [chirurgisches] Nahtmaterial, das mit einer Hydrogelschicht modifiziert ist, kann als Reservoir für Entzündungssensoren oder für Medikamente wie monoklonale Antikörper zur Behandlung von Entzündungen dienen“, sagte er und fügte hinzu: „Es ist bemerkenswert, dass [die innovativen Nahtmaterialien] haben auch die Fähigkeit, lebensfähige Zellen über einen langen Zeitraum zu behalten.“

Infektionen erkennen

Für die Sensorforschung platzierten Traverso und sein Forschungsteam peptidbeschichtete Mikropartikel im Hydrogel. Die Peptide wurden freigesetzt, wenn entzündungsbedingte Enzyme vorhanden waren. Sobald die Peptide freigesetzt sind, können sie im Urin nachgewiesen werden, so dass sie mit einer einfachen Urinanalyse gefunden und Ärzte auf das Vorliegen einer Infektion an der Nahtstelle im Körper aufmerksam gemacht werden können.

Topische Infusion des Arzneimittels

Für die Arzneimittelabgabe haben die Forscher erfolgreich Materialien in das Hydrogel eingearbeitet, die zur Behandlung entzündlicher Darmerkrankungen eingesetzt werden. Sowohl monoklonale Antikörper als auch Steroide wurden in Polymere verpackt, die zur Steuerung der Arzneimittelfreisetzungsrate verwendet wurden, und diese wurden dann in einem Hydrogel auf der Oberfläche des Fadens getragen. Die Forscher sagen, dass auch andere Medikamente einbezogen werden könnten, darunter Antibiotika oder Chemotherapeutika.

Lieferung von Stammzellen

Die Forscher verwendeten Nähte, um Stammzellen zu transportieren, die so konstruiert waren, dass sie fluoreszierende Marker exprimieren. Durch die Verfolgung der leuchtenden Zellen stellten sie fest, dass diese mindestens sieben Tage lang auf der Oberfläche der Nähte im Körper von Labormäusen lebensfähig blieben. Die Stammzellen waren auch in der Lage, eine Substanz zu produzieren, die als vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF) bekannt ist und die Produktion neuer Blutzellen stimuliert, die dazu beitragen können, die Heilung an Operationsstellen im Körper zu beschleunigen.

Inspiration

Das Forschungsteam war zunächst von der Idee inspiriert, nachdem es Nähte gefunden hatte, die bei Patienten mit Morbus Crohn gut funktionieren könnten, einer entzündlichen Darmerkrankung, die in schweren Fällen zur Entfernung von Teilen des Darms der Patienten führen kann. Die Forscher hoffen, dass die Ergebnisse der Studie zum Einsatz innovativer Nähte bei verschiedenen chirurgischen Eingriffen führen werden.

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