Разработан хирургический гель для предотвращения образования рубцовой ткани
До 90% пациентов, перенесших открытую операцию на органах брюшной полости или малого таза, образуют послеоперационные спайки, или рубцовую ткань. Минимально инвазивные лапароскопические хирургические подходы могут уменьшить выраженность спаек, но рубцовая ткань все равно образуется.
Клеточный ответ на травму - даже преднамеренную, такую как хирургическое вмешательство для устранения проблемы - приводит к каскаду молекул, приливающих к месту повреждения для заживления ткани. Но молекулы, быстро работающие над закрытием раны, часто заходят слишком далеко и связывают рану с близлежащими здоровыми тканями. В зависимости от локализации, образовавшаяся рубцовая ткань может вызвать хроническую боль, непроходимость кишечника и даже смерть.
По мнению исследователей из Южного медицинского университета в Китае, в скором времени может появиться потенциальное решение этой проблемы. Они разработали инъекционный гидрогель, который может закупоривать раны, не прилипая к удаленным тканям, эффективно предотвращая образование послеоперационных спаек.
Результаты исследования, проведенного на крысах и кроликах, были опубликованы 18 ноября в журнале Advanced Functional Materials.
По словам автора статьи Яобина Ву, доцента Гуандунского инженерного исследовательского центра по переводу применения медицинской 3D-печати Южного медицинского университета в Китае, многие антиадгезивные барьеры представляют собой гидрогели, созданные на основе мидий - морских животных, которые могут прочно прилипать к другим материалам.
Гидрогели могут склеиваться с влажными тканями и обычно разрабатываются как двусторонние адгезивные материалы, что повышает риск образования послеоперационных спаек. По словам Ву, один из классов гидрогелей асимметричен, имеет только одну клейкую сторону, что снижает риск образования спаек, но метод их приготовления делает их неинъекционными и непригодными для лапароскопической хирургии.
"Альтернативные жидкие или клеевые антиадгезивные материалы являются инъекционными и могут легко вводиться во время минимально инвазивных операций, но они часто смещаются и разбавляются в динамичной и влажной физической среде хирургических участков", - сказал Ву, отметив, что их состав также может вызвать молекулярный ответ, способствующий образованию спаек. "Мы задались целью разработать и подготовить инъекционный барьер с превосходными свойствами удержания тканей, который может предотвратить образование спаек после минимально инвазивных хирургических процедур"
Предыдущие исследования показали, что полианионные лиганды, молекулы, которые связывают и делают неэффективными многие типы других молекул, в сочетании с гиалуроновой кислотой - липкой молекулой, которая играет важную роль в опорной сети всех животных клеток - могут стать эффективным инъекционным гидрогелем, сказал Ву.
"Однако не было сообщений о разработке инъекционного и асимметрично адгезивного гидрогеля на основе полианионного лиганда, который мог бы предотвратить агрегацию рецепторов мусорщиков и мог бы одновременно вводиться во время минимально инвазивной хирургической процедуры для предотвращения образования спаек", - сказал Ву.
Исследователи создали такой гидрогель, получивший название HAD, с фотодокументируемым покрытием. При введении в рану сторона гидрогеля, не касающаяся раны, отверждалась ультрафиолетовым светом в течение трех-пяти секунд. Подобно тому, как это происходит в гелевом маникюре, ультрафиолетовое облучение высушивало гидрогель и предотвращало его прилипание в других местах.
Соединение оказалось совместимым с человеческими клетками, поэтому команда протестировала гидрогель HAD при операциях на крысах и кроликах. У крыс, получивших HAD, в отличие от вариантов гидрогеля без лигандов или чистого физраствора, воспаление в большинстве случаев спадало, а через 14 дней после операции не было явных спаек. Очень важно, сказал Ву, что смертность в группах крыс, не получавших НАД, составила от 30 до 50%, в то время как крысы, получавшие НАД, выжили все.
"Результаты показывают, что этот инъекционный состав HAD подходит для введения во время лапаротомии для формирования мгновенного антиадгезионного барьера in situ с хорошим ранозаживляющим эффектом", - сказал Ву.
"Миссия нашей команды - построить мост между разрывом между биотехнологическими исследованиями и клиническим применением", - сказал профессор Вэньхуа Хуан, директор исследовательского центра. "Мы считаем, что введение этого инъекционного гидрогеля HAD с контролируемыми асимметрично-адгезивными свойствами может быть легко интегрировано в клинические лапароскопические операции".
Исследователи планируют продолжить изучение и проверку клинической ценности гидрогелей HAD, уделяя особое внимание тому, как это соединение может помочь заживлению хронических ран и предотвращению спаек при различных заболеваниях.
