Chirurgische hechtingen
Chirurgische hechtingen zijn onmisbaar voor het sluiten van wonden, hebben het vermogen om grotere kracht uit te oefenen dan weefselkleefstoffen en versnellen het natuurlijke genezingsproces. Er zijn veel chirurgische hechtmaterialen die voor dit doel zijn gebruikt – zoals afbreekbare en niet-afbreekbare kunststoffen, biologisch verkregen eiwitten en metalen – maar hun prestaties zijn beperkt door hun stijfheid. Conventionele hechtmaterialen kunnen ongemak, ontstekingen en verminderde genezing veroorzaken, naast andere postoperatieve complicaties.
In een poging dit probleem te verhelpen hebben onderzoekers uit Montreal innovatieve chirurgische hechtingen met harde gelmantel (TGS) ontwikkeld, geïnspireerd op de menselijke pees.
Deze hechtingen van de volgende generatie bevatten een gladde, maar toch stevige gel-omhulling, die de structuur van zacht bindweefsel imiteert. Bij het testen van de taaie met gel omhulde (TGS) chirurgische hechtingen ontdekten de onderzoekers dat het vrijwel wrijvingsloze geloppervlak de schade verzacht die doorgaans wordt veroorzaakt door traditionele hechtingen.
Conventionele chirurgische hechtingen bestaan al eeuwen en worden gebruikt om wonden bij elkaar te houden totdat het genezingsproces voltooid is. Maar ze zijn verre van ideaal voor weefselherstel. De ruwe vezels kunnen reeds kwetsbare weefsels doorsnijden en beschadigen, wat kan leiden tot ongemak en complicaties na de operatie.
Volgens de onderzoekers is een deel van het probleem met conventionele hechtingen de discrepantie tussen onze zachte weefsels en de stijfheid van de hechtingen die tegen contactweefsel wrijven. McGill University en het team van het INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center benaderden dit probleem door een nieuwe technologie te ontwikkelen die de mechanica van pezen nabootst.
Geïnspireerd door de menselijke pezen
Om dit probleem aan te pakken, ontwikkelde het team een nieuwe technologie die de werking van pezen nabootst. “Ons ontwerp is geïnspireerd op het menselijk lichaam, de endotenon-omhulling, die zowel sterk als sterk is vanwege de dubbele netwerkstructuur.
Het bindt collageenvezels samen terwijl het elastinenetwerk deze versterkt”, zegt hoofdauteur Zhenwei Ma, een PhD-student onder supervisie van assistent-professor Jianyu Li aan de McGill University.
De endotenon-omhulling vormt een glad oppervlak om wrijving met omringend weefsel te verminderen en levert ook materialen voor weefselherstel bij een peesblessure, bestaande uit cellen en bloedvaten en massatransport en peesherstel.
Tough Gel Sheathed (TGS) chirurgische hechtingen kunnen worden ontwikkeld om gepersonaliseerde geneeskunde te bieden op basis van de behoeften van de patiënt, zeggen de onderzoekers.
Hechtmaterialen van de volgende generatie
De hechtingen van McGill University bevatten een populaire in de handel verkrijgbare gevlochten hechtdraad in een gel-envelop die deze huls nabootst. De stevige chirurgische hechtingen met gelmantel (TGS) kunnen tot 15 cm lang worden vervaardigd en kunnen worden gevriesdroogd voor langdurige opslag.
Door eerst een varkenshuid en vervolgens een rattenmodel te gebruiken, hebben de onderzoekers aangetoond dat ze kunnen worden gebruikt voor standaard chirurgische hechtingen en knopen en effectief zijn voor wondsluiting zonder infectie te veroorzaken.
De stevige chirurgische hechtingen met gelmantel (TGS) – parallel aan de endotenonhulzen – kunnen ook worden ontworpen om gepersonaliseerde wondbehandeling te bieden.
Gepersonaliseerde wondbehandeling
De onderzoekers demonstreerden dit principe door de hechtingen te laden met een antibacteriële verbinding, pH-detecterende microdeeltjes, medicijnen en fluorescerende nanodeeltjes voor anti-infectie, wondbedmonitoring, medicijnafgifte en bioimaging-toepassingen.
“Deze technologie biedt een veelzijdig hulpmiddel voor geavanceerd wondmanagement. Wij denken dat het kan worden gebruikt om medicijnen toe te dienen, infecties te voorkomen of zelfs wonden te monitoren met nabij-infraroodbeeldvorming”, zegt Li van de afdeling Werktuigbouwkunde.
“Het vermogen om wonden lokaal te monitoren en de behandelstrategie aan te passen voor een betere genezing is een opwindende richting om te verkennen”, zegt Li, tevens Canada Research Chair in Biomaterials and Musculoskeletal Health.
Primaire referenties:
1. McGill Universiteit
2. Bio-geïnspireerde, stevige gelmantel voor robuuste en veelzijdige oppervlaktefunctionalisering. Zhenwei Ma et. al. Wetenschappelijke vooruitgang, 2021; 7 (15): eabc3012 DOI: 10.1126/sciadv.abc3012
Posttijd: 02 april 2022