Naukowcy z opracowali ulepszone szwy z tkanek zwierzęcych. Rozpuszczalny materiał pokryty jest hydrożelem, który można naładować czujnikami molekularnymi lub lekami.
Igły i szwy — najlepszy przyjaciel pacjenta
Choć igły i szwy nie kojarzą się nam najlepiej, a niektórzy zrobią wszystko by ich uniknąć — nie mamy złudzeń, że te narzędzia medyczne uratowały już mnóstwo istnień ludzkich i na pewno uratują jeszcze wiele kolejnych. Tym bardziej, gdy w grę wchodzą lekarstwa o kontrolowanym wydzielaniu, druk 3D wewnątrz tkanek czy ratowanie zniszczonych nerwów. Najnowsza innowacja naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT) daje jednak nadzieje, że proces aplikacji i ściągania szwów będzie jak najmniej bolesny i przyniesie szereg dodatkowych korzyści.
Powszechnie stosowane nici pochodzenia zwierzęcego znane są jako katgut. Używane są tam, gdzie szwów nie można łatwo usunąć, ponieważ katgut naturalnie rozpuszcza się w ciągu około 90 dni. Chcąc rozszerzyć użyteczność katgutu, naukowcy z MIT wzięli tkankę świni i zastosowali proces oparty na detergentach, aby oczyścić ją z komórek, pozostawiając włókno wykonane głównie z kolagenu i innych biomolekuł. Następnie pokryli włókno hydrożelem i eksperymentowali z osadzaniem różnych cząstek w żelu, aby pomóc w gojeniu się ran i monitorowaniu procesu gojenia.
Mamy szwy pochodzenia biologicznego i ze zmodyfikowany powłoką hydrożelową, która może być rezerwuarem czujników stanu zapalnego lub leków, takich jak przeciwciała monoklonalne. Co niezwykłe, powłoka ma również zdolność zatrzymywania żywych komórek przez dłuższy czas.
Giovanni Traverso, profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej MIT, główny autor badania
Konwencjonalne włókno ulepszone
Do badań nad czujnikami zespół umieścił w hydrożelu mikrocząsteczki pokryte peptydami. Peptydy zostały uwolnione w momencie pojawienia się enzymów związanych ze stanem zapalnym. Po uwolnieniu peptydy można wykryć w moczu, więc prosta analiza może ostrzec lekarzy o kłopotliwym zapaleniu w miejscu szwu wewnątrz ciała.
W celu dostarczania leków naukowcom udało się umieścić w hydrożelu substancje stosowane w leczeniu nieswoistych zapaleń jelit. Zarówno przeciwciała monoklonalne, jak i steroidy zostały zapakowane w polimery, które są używane do kontrolowania szybkości uwalniania leków, a następnie przenoszone w hydrożelu na powierzchni szwu. Inne rodzaje leków mogą być również osadzone w hydrożelu, jak antybiotyki lub leki stosowane w chemioterapii.
Na koniec naukowcy eksperymentowali z wykorzystaniem szwów do dostarczania komórek macierzystych, wyposażonych w markery fluorescencyjne. Śledząc świecące komórki, zespół odkrył, że pozostawały one żywe na powierzchni szwów wewnątrz myszy przez co najmniej siedem dni. Komórki macierzyste były również w stanie wytworzyć substancję znaną jako czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF), który stymuluje produkcję nowych komórek krwi, co może przyspieszyć gojenie się ran w miejscach operacji.
Więcej o innowacyjnym produkcie naukowców można przeczytać w oficjalnej publikacji naukowej zespołu.
