Aktualności

Szwy chirurgiczne
Szwy chirurgiczne są niezastąpione przy zamykaniu ran, mają zdolność wywierania większej siły niż kleje tkankowe i przyspieszają naturalny proces gojenia. Istnieje wiele materiałów do szwów chirurgicznych, które zostały przyjęte do tego celu – np. degradowalne i niedegradowalne tworzywa sztuczne, białka pochodzenia biologicznego i metale – ale ich skuteczność jest ograniczona ze względu na ich sztywność. Konwencjonalne materiały szwów mogą powodować dyskomfort, stany zapalne i zaburzenia gojenia, a także inne powikłania pooperacyjne.
Próbując zaradzić temu problemowi, naukowcy z Montrealu opracowali innowacyjne, wytrzymałe szwy chirurgiczne w osłonie żelu (TGS), inspirowane ludzkim ścięgnem.
Te nici nowej generacji zawierają śliską, a jednocześnie twardą otoczkę żelową, imitującą strukturę miękkiej tkanki łącznej. Testując wytrzymałe szwy chirurgiczne w osłonie żelowej (TGS), naukowcy odkryli, że prawie pozbawiona tarcia powierzchnia żelu łagodzi uszkodzenia zwykle powodowane przez tradycyjne szwy.
Konwencjonalne szwy chirurgiczne istnieją od wieków i służą do spajania ran do czasu zakończenia procesu gojenia. Jednak daleko im do ideału w naprawie tkanek. Szorstkie włókna mogą przecinać i uszkadzać już delikatne tkanki, co prowadzi do dyskomfortu i powikłań pooperacyjnych.
Zdaniem naukowców częścią problemu konwencjonalnych szwów jest niedopasowanie tkanek miękkich do sztywności szwów, które ocierają się o stykającą się tkankę. Uniwersytet McGill i zespół Centrum Badań nad Telekomunikacją INRS Énergie Matériaux podeszli do tego problemu, opracowując nową technologię naśladującą mechanikę ścięgien.
Zainspirowany ludzkimi ścięgnami
Aby rozwiązać ten problem, zespół opracował nową technologię naśladującą mechanikę ścięgien. „Nasz projekt inspirowany jest ludzkim ciałem, osłoną endotenonu, która jest zarówno wytrzymała, jak i mocna dzięki swojej podwójnej strukturze.
Łączy ze sobą włókna kolagenu, a sieć elastyny ​​je wzmacnia” – mówi główna autorka Zhenwei Ma, doktorantka pod kierunkiem adiunkta Jianyu Li na Uniwersytecie McGill.
Osłonka endotenonowa tworzy śliską powierzchnię, aby zmniejszyć tarcie z otaczającą tkanką, a także dostarcza materiały do ​​naprawy tkanek w przypadku uszkodzenia ścięgna, obejmujące komórki i naczynia krwionośne oraz transport masy i naprawę ścięgien.
Naukowcy twierdzą, że można zaprojektować wytrzymałe szwy chirurgiczne w osłonie żelu (TGS), aby zapewnić spersonalizowaną medycynę dostosowaną do potrzeb pacjenta.
Materiały do ​​szwów nowej generacji
Szwy McGill University zawierają popularny dostępny na rynku szew pleciony w żelowej otoczce imitującej tę osłonę. Wytrzymałe szwy chirurgiczne w osłonie żelu (TGS) można wykonać o długości do 15 cm i można je liofilizować w celu długotrwałego przechowywania.
Wykorzystując najpierw skórę świńską, a następnie model szczurzy, naukowcy wykazali, że można ich używać do wykonywania standardowych szwów i węzłów chirurgicznych oraz skutecznie zamykają rany, nie powodując infekcji.
Wytrzymałe szwy chirurgiczne w osłonie żelu (TGS) – podobnie jak koszulki endotenonowe – można również zaprojektować w celu zapewnienia spersonalizowanego leczenia ran.
Spersonalizowane leczenie ran
Naukowcy zademonstrowali tę zasadę, ładując szwy związkiem przeciwbakteryjnym, mikrocząsteczkami wykrywającymi pH, lekami i nanocząsteczkami fluorescencyjnymi do celów zapobiegania infekcjom, monitorowania łożyska rany, dostarczania leków i zastosowań w bioobrazowaniu.
„Ta technologia stanowi wszechstronne narzędzie do zaawansowanego leczenia ran. Wierzymy, że można go wykorzystać do podawania leków, zapobiegania infekcjom, a nawet monitorowania ran za pomocą obrazowania w bliskiej podczerwieni” – mówi Li z Wydziału Inżynierii Mechanicznej.
„Możliwość lokalnego monitorowania ran i dostosowywania strategii leczenia w celu lepszego gojenia to ekscytujący kierunek do zbadania” – mówi Li, który jest także kanadyjskim kierownikiem ds. badań w dziedzinie biomateriałów i zdrowia układu mięśniowo-szkieletowego.
Podstawowe odniesienia:
1. Uniwersytet McGill
2. Wytrzymała, żelowa osłona inspirowana biologią zapewniająca solidną i wszechstronną funkcjonalizację powierzchni. Zhenwei Ma i in. glin. Postęp Nauki, 2021; 7 (15): eabc3012 DOI: 10.1126/sciadv.abc3012