仿生水凝胶可以保护心脏术后粘连
水凝胶组成一个障碍防止心脏组织坚持手术后周围组织是由一个团队开发并成功测试了在啮齿动物的加州大学圣地亚哥分校的研究人员。团队的工程师、科学家和医生猪心也进行了初步研究,获得了良好的成效。
他们描述他们的工作在2021年6月18日的问题自然通讯。
在大鼠中,水凝胶完全预防粘连的形成。在一个小试点研究,猪心对待水凝胶经历那么严重粘连,容易清除。此外,水凝胶似乎没有引起慢性炎症。
粘连,器官组织坚持围绕组织相对常见的问题当外科医生需要操作一次,在同一地点发生在每年20%的病例心脏手术。Re-operations儿童尤其常见的当病人患有心脏malformations-as孩子的心脏生长,额外的干预是必要的。
粘连形成术后前30天内,可以使操作和增加死亡率的风险干预措施。在某些情况下,他们还可以干扰正常心脏功能或完全避免重复手术。纸的资深作者、加州大学圣地亚哥分校生物工程教授凯伦骤然加剧,经历了当她的一个叔叔不能有心脏瓣膜修复因为严重的粘连。
“我们的工作是一个工程解决方案由一个医学问题,“说骤然加剧,他成立了一个公司,Karios技术,使水凝胶到诊所。“现在将显著提高心脏手术,包括成人和儿童。”
不仅汇集了工程师和医生的工作,但也化学家和材料科学家。
在加州大学圣地亚哥分校等学术医学中心,大多数外科医生进行重复操作和定期遇到粘连相当。在这项研究中,老鼠,70%的动物对照组发达严重粘连。
目前没有FDA批准的产品销售对预防心脏手术后粘连。“这个产品将产生重大影响的生活许多患者可能需要重复操作,对心脏或身体的其他地方,”迈克尔·m·Madani博士说,主席分工的心血管和胸外科加州大学圣地亚哥医疗和论文的合著者之一。
它是如何做
相比之下,骤然加剧的水凝胶由工程师们开发的实验室是专门设计来满足患者的和外科医生的需求。sprayable,所以容易申请。一旦喷到组织,它绑定到心脏肌肉,变成了一个柔软、弹性涂料,创建了一个保护屏障,同时仍然允许运动。这种凝胶可以很容易地从组织和溶解后超过四到六周。
最大的挑战是确保水凝胶高度足够强烈的心但不膨胀,膨胀可以把危险对心脏的压力。,团队使用所谓的化学交联,由连接两个分子共价键,一起来完成这个。正树Fujita,论文的第一作者和客座科学家在加州大学圣地亚哥分校生物工程学系,曾使用一个复合的想法称为儿茶酚,类似于贻贝使用坚持岩石,以确保水凝胶在心脏的地方。
左旋多巴儿茶酚含有一种氨基酸,是一种肌肉结合蛋白。在这种情况下,它被添加到凝胶基础,水溶性聚合物,称为挂钩。结果是水凝胶,棒到机关申请,然后创建一个保护屏障,至少持续4周后溶解。届时,粘连的可能性更小。研究者的知识,这是第一次这种类型的配方已被用于预防手术后粘连。
喷雾装置
研究人员还设计了一个安全装置,准确地喷淋水凝胶在心内直视手术执行的地方。设备房屋水凝胶的两个主要组件在两个不同的房间。每个组件是由挂钩与不同交联反应组织在一起,形成水凝胶。的一个解决方案还包括catechol-modified挂钩以确保它保持心脏。这两个混合退出设备,形成凝胶。这个过程类似于使用两罐喷漆,例如蓝色和黄色,创建一个第三种颜色,绿色。
下一个步骤和更大的图片
下一步是做一个大规模试验在猪身上提炼剂量并检查如何水凝胶结合缝合线和下水道。最终目标是人类进行的儿科研究18个月到两年,让产品在五年FDA批准。
Karios技术许可的技术来自加州大学圣地亚哥分校。“我们希望从外科医生反馈,”格雷戈里,Karios科技公司的首席执行官说。“我们设计专为使用这种材料心和易用性的外科医生。”
这项技术可以很容易地转化为其他器官也需要多个操作,容易粘连,研究人员说。
进一步探索
