Новини

Хірургічні шви
Хірургічні шви незамінні для закриття ран, оскільки вони здатні чинити більшу силу, ніж тканинні клеї, та прискорювати природний процес загоєння. Існує багато хірургічних шовних матеріалів, які були використані для цієї мети, такі як біорозкладні та нерозкладні пластмаси, біологічно отримані білки та метали, але їхня ефективність обмежена їхньою жорсткістю. Звичайні шовні матеріали можуть викликати дискомфорт, запалення та порушення загоєння, серед інших післяопераційних ускладнень.
Прагнучи вирішити цю проблему, дослідники з Монреаля розробили інноваційні хірургічні нитки з міцною гелевою оболонкою (TGS), натхненні людським сухожиллям.
Ці шовні матеріали наступного покоління містять слизьку, але міцну гелеву оболонку, що імітує структуру м’яких сполучних тканин. Випробовуючи хірургічні нитки з міцною гелевою оболонкою (TGS), дослідники виявили, що майже безтертяча гелева поверхня зменшує пошкодження, які зазвичай спричиняють традиційні нитки.
Звичайні хірургічні нитки існують століттями та використовуються для утримання ран разом до завершення процесу загоєння. Але вони далеко не ідеальні для відновлення тканин. Шорсткі волокна можуть порізати та пошкодити й без того тендітні тканини, що призводить до дискомфорту та післяопераційних ускладнень.
За словами дослідників, частково проблема зі звичайними шовними матеріалами полягає в невідповідності між нашими м’якими тканинами та жорсткістю шовних матеріалів, які труться об контактні тканини. Університет Макгілла та команда Дослідницького центру телекомунікацій INRS Énergie Matériaux вирішили цю проблему, розробивши нову технологію, яка імітує механіку сухожиль.
Натхненний людськими сухожиллями
Щоб вирішити цю проблему, команда розробила нову технологію, яка імітує механіку сухожиль. «Наш дизайн натхненний людським тілом, ендотеноновою оболонкою, яка є одночасно міцною та жорсткою завдяки своїй подвійній сітчастій структурі».
«Він зв’язує колагенові волокна разом, а еластинова мережа зміцнює її», – каже провідний автор дослідження Чженьвей Ма, аспірант під керівництвом доцента Цзяньюй Лі в Університеті Макгілла.
Ендотенонова оболонка утворює слизьку поверхню для зменшення тертя з навколишніми тканинами, а також доставляє матеріали для відновлення тканин при пошкодженні сухожилля, включаючи клітини та кровоносні судини, а також забезпечує масотранспорт та відновлення сухожилля.
Дослідники кажуть, що хірургічні нитки з міцною гелевою оболонкою (TGS) можуть бути розроблені для забезпечення персоналізованого лікування відповідно до потреб пацієнта.
Шовні матеріали нового покоління
Шовні матеріали Університету Макгілла містять популярний комерційний плетений шовний матеріал у гелевій оболонці, що імітує цю оболонку. Хірургічні нитки в міцній гелевій оболонці (TGS) можуть бути виготовлені довжиною до 15 см і можуть бути ліофілізовані для тривалого зберігання.
Використовуючи спочатку шкіру свині, а потім модель щура, дослідники продемонстрували, що їх можна використовувати для стандартних хірургічних швів та вузлів, а також вони ефективні для закриття ран без викликання інфекції.
Хірургічні нитки з міцною гелевою оболонкою (TGS) – ще одна паралель з ендотеноновими оболонками – також можуть бути розроблені для забезпечення персоналізованого лікування ран.
Персоналізоване лікування ран
Дослідники продемонстрували цей принцип, завантаживши шовні матеріали антибактеріальною сполукою, мікрочастинками, що реагують на pH, ліками та флуоресцентними наночастинками для боротьби з інфекцією, моніторингу раневого ложа, доставки ліків та біовізуалізації.
«Ця технологія забезпечує універсальний інструмент для вдосконаленого лікування ран. Ми вважаємо, що її можна використовувати для доставки ліків, запобігання інфекціям або навіть моніторингу ран за допомогою ближнього інфрачервоного випромінювання», — каже Лі з кафедри машинобудування.
«Можливість локально контролювати рани та коригувати стратегію лікування для кращого загоєння – це захопливий напрямок для досліджень», – каже Лі, який також є дослідником Канадської кафедри біоматеріалів та опорно-рухового здоров’я.
Основні джерела:
1. Університет Макгілла
2. Біоінспірована міцна гелева оболонка для надійної та універсальної функціоналізації поверхні. Чженвей Ма та ін. Наукові досягнення, 2021; 7 (15): eabc3012 DOI: 10.1126/sciadv.abc3012