Aktualności

Szwy chirurgiczne
Szwy chirurgiczne są niezbędne do zamykania ran, ponieważ mają zdolność wywierania większej siły niż kleje tkankowe i przyspieszają naturalny proces gojenia. Istnieje wiele materiałów na szwy chirurgiczne, które zostały przyjęte w tym celu – takie jak tworzywa sztuczne degradowalne i niedegradowalne, białka pochodzenia biologicznego i metale – ale ich wydajność została ograniczona przez ich sztywność. Konwencjonalne materiały na szwy mogą powodować dyskomfort, stany zapalne i upośledzone gojenie, a także inne powikłania pooperacyjne.
Aby zaradzić temu problemowi, naukowcy z Montrealu opracowali innowacyjne, wytrzymałe szwy chirurgiczne pokryte powłoką żelową (TGS), zainspirowane ścięgnem ludzkim.
Te szwy nowej generacji zawierają śliską, ale wytrzymałą otoczkę żelową, imitującą strukturę miękkich tkanek łącznych. Poddając testowi wytrzymałe szwy chirurgiczne z osłonką żelową (TGS), naukowcy odkryli, że niemal beztarciowa powierzchnia żelowa łagodzi uszkodzenia, które zwykle powodują tradycyjne szwy.
Konwencjonalne szwy chirurgiczne są stosowane od stuleci i służą do utrzymywania ran razem, aż do zakończenia procesu gojenia. Są jednak dalekie od ideału w przypadku naprawy tkanek. Szorstkie włókna mogą przecinać i uszkadzać już delikatne tkanki, co prowadzi do dyskomfortu i powikłań pooperacyjnych.
Według badaczy, część problemu ze szwami konwencjonalnymi wynika z niedopasowania naszych tkanek miękkich i sztywności szwów, które ocierają się o stykającą się tkankę. Zespół McGill University i INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Centre podszedł do tego problemu, opracowując nową technologię, która naśladuje mechanikę ścięgien.
Inspirowane ludzkimi ścięgnami
Aby rozwiązać ten problem, zespół opracował nową technologię, która naśladuje mechanikę ścięgien. „Nasz projekt jest inspirowany ludzkim ciałem, pochewką endotenonu, która jest zarówno wytrzymała, jak i silna dzięki swojej podwójnej strukturze sieciowej.
„Łączy włókna kolagenowe, a sieć elastyny ​​je wzmacnia” – mówi główna autorka Zhenwei Ma, doktorantka pod opieką adiunkta Jianyu Li na Uniwersytecie McGill.
Osłonka ścięgna tworzy śliską powierzchnię, która zmniejsza tarcie z otaczającą tkanką, a także dostarcza materiały do ​​naprawy tkanek w przypadku uszkodzenia ścięgna, obejmujące komórki i naczynia krwionośne oraz transport masowy i naprawę ścięgna.
Naukowcy twierdzą, że wytrzymałe szwy chirurgiczne pokryte powłoką żelową (TGS) można zaprojektować tak, aby umożliwiały spersonalizowaną opiekę medyczną, dostosowaną do potrzeb pacjenta.
Materiały szewne nowej generacji
Nici McGill University zawierają popularny komercyjny szew pleciony w żelowej otoczce imitującej tę osłonkę. Wytrzymałe szwy chirurgiczne w osłonce żelowej (TGS) mogą być wytwarzane do 15 cm długości i mogą być liofilizowane w celu długoterminowego przechowywania.
Naukowcy, wykorzystując najpierw skórę świni, a następnie model szczura, wykazali, że można je stosować do standardowych szwów i węzłów chirurgicznych oraz że skutecznie zamykają rany, nie powodując infekcji.
Wytrzymałe szwy chirurgiczne w osłonkach żelowych (TGS) – podobnie jak osłonki endotenonowe – mogą być również zaprojektowane tak, aby zapewnić spersonalizowane leczenie ran.
Spersonalizowane leczenie ran
Naukowcy zademonstrowali tę zasadę, wypełniając szwy związkiem antybakteryjnym, mikrocząsteczkami wykrywającymi pH, lekami i fluorescencyjnymi nanocząsteczkami w celu zapobiegania zakażeniom, monitorowania łożyska rany, podawania leków i zastosowań w bioobrazowaniu.
„Ta technologia zapewnia wszechstronne narzędzie do zaawansowanego leczenia ran. Wierzymy, że może być używana do dostarczania leków, zapobiegania infekcjom, a nawet monitorowania ran za pomocą obrazowania bliskiej podczerwieni” — mówi Li z Wydziału Inżynierii Mechanicznej.
„Możliwość lokalnego monitorowania ran i dostosowywania strategii leczenia w celu lepszego gojenia się to ekscytujący kierunek badań” – mówi Li, która jest również Kanadyjską Katedrą Badań nad Biomateriałami i Zdrowiem Układu Mięśniowo-Szkieletowego.
Główne źródła:
1. Uniwersytet McGill
2. Bioinspirowana wytrzymała osłona żelowa do solidnej i wszechstronnej funkcjonalizacji powierzchni. Zhenwei Ma i in. Science Advances, 2021; 7 (15): eabc3012 DOI: 10.1126/sciadv.abc3012