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Suture chirurgiche
Le suture chirurgiche sono indispensabili per la chiusura delle ferite, in quanto hanno la capacità di esercitare una forza maggiore rispetto agli adesivi tissutali e accelerano il naturale processo di guarigione. Esistono molti materiali per suture chirurgiche adottati a questo scopo, come plastiche degradabili e non degradabili, proteine ​​di origine biologica e metalli, ma la loro efficacia è stata limitata dalla loro rigidità. I ​​materiali per suture convenzionali possono causare disagio, infiammazione e difficoltà di guarigione, tra le altre complicazioni post-operatorie.
Nel tentativo di porre rimedio a questo problema, i ricercatori di Montreal hanno sviluppato delle innovative suture chirurgiche rivestite in gel resistente (TGS) ispirate al tendine umano.
Queste suture di nuova generazione contengono un involucro di gel scivoloso ma resistente, che imita la struttura dei tessuti connettivi molli. Mettendo alla prova le suture chirurgiche con guaina in gel resistente (TGS), i ricercatori hanno scoperto che la superficie in gel pressoché priva di attrito ha attenuato i danni tipicamente causati dalle suture tradizionali.
Le suture chirurgiche convenzionali esistono da secoli e vengono utilizzate per tenere insieme le ferite fino al completamento del processo di guarigione. Tuttavia, sono tutt'altro che ideali per la riparazione dei tessuti. Le fibre ruvide possono tagliare e danneggiare tessuti già fragili, causando disagio e complicazioni post-operatorie.
Secondo i ricercatori, parte del problema delle suture convenzionali risiede nella discrepanza tra i nostri tessuti molli e la rigidità delle suture che sfregano contro i tessuti a contatto. L'Università McGill e il team del Centro di Ricerca INRS Énergie Matériaux Télécommunications hanno affrontato questo problema sviluppando una nuova tecnologia che imita la meccanica dei tendini.
Ispirato dai tendini umani
Per affrontare il problema, il team ha sviluppato una nuova tecnologia che imita la meccanica dei tendini. "Il nostro design si ispira al corpo umano, alla guaina endotenonica, che è allo stesso tempo resistente e robusta grazie alla sua struttura a doppia rete.
"Lega insieme le fibre di collagene mentre la sua rete di elastina le rafforza", afferma l'autore principale Zhenwei Ma, uno studente di dottorato sotto la supervisione del professore associato Jianyu Li presso la McGill University.
La guaina endotenonica forma una superficie scivolosa per ridurre l'attrito con il tessuto circostante e inoltre trasporta materiali per la riparazione dei tessuti in caso di lesione al tendine, tra cui cellule e vasi sanguigni, nonché trasporto di massa e riparazione del tendine.
Secondo i ricercatori, le suture chirurgiche rivestite in gel resistente (TGS) possono essere progettate per fornire una medicina personalizzata in base alle esigenze del paziente.
Materiali di sutura di nuova generazione
Le suture della McGill University contengono una popolare sutura intrecciata commerciale all'interno di un involucro di gel che imita questa guaina. Le suture chirurgiche con guaina in gel resistente (TGS) possono essere realizzate fino a 15 cm di lunghezza e possono essere liofilizzate per la conservazione a lungo termine.
Utilizzando prima la pelle di un suino e poi un modello di ratto, i ricercatori hanno dimostrato che possono essere utilizzati per punti di sutura e nodi chirurgici standard e che sono efficaci per la chiusura delle ferite senza causare infezioni.
Anche le suture chirurgiche rivestite in gel resistente (TGS), in un altro parallelismo con le guaine endotenon, possono essere progettate per fornire un trattamento personalizzato delle ferite.
Trattamento personalizzato delle ferite
I ricercatori hanno dimostrato questo principio caricando le suture con un composto antibatterico, microparticelle sensibili al pH, farmaci e nanoparticelle fluorescenti per applicazioni anti-infezioni, monitoraggio del letto della ferita, somministrazione di farmaci e bioimaging.
"Questa tecnologia fornisce uno strumento versatile per la gestione avanzata delle ferite. Riteniamo che possa essere utilizzata per somministrare farmaci, prevenire infezioni o persino monitorare le ferite con immagini nel vicino infrarosso", afferma Li del Dipartimento di Ingegneria Meccanica.
"La capacità di monitorare le ferite a livello locale e di adattare la strategia di trattamento per una migliore guarigione è una direzione entusiasmante da esplorare", afferma Li, che è anche titolare della cattedra canadese di ricerca in biomateriali e salute muscoloscheletrica.
Riferimenti principali:
1. Università McGill
2. Guaina in gel resistente bioispirata per una funzionalizzazione superficiale robusta e versatile. Zhenwei Ma et. al. Science Advances, 2021; 7 (15): eabc3012 DOI: 10.1126/sciadv.abc3012