Chirurgische hechtingen
Chirurgische hechtingen zijn onmisbaar voor het sluiten van wonden, omdat ze een grotere kracht kunnen uitoefenen dan weefselkleefstoffen en het natuurlijke genezingsproces versnellen.Er zijn veel chirurgische hechtmaterialen die voor dit doel zijn gebruikt - zoals afbreekbare en niet-afbreekbare kunststoffen, biologisch afgeleide eiwitten en metalen - maar hun prestaties zijn beperkt door hun stijfheid.Conventionele hechtmaterialen kunnen naast andere postoperatieve complicaties ongemak, ontsteking en verminderde genezing veroorzaken.
In een poging om dit probleem te verhelpen, hebben onderzoekers uit Montreal innovatieve taaie, met gel omhulde (TGS) chirurgische hechtingen ontwikkeld, geïnspireerd op de menselijke pees.
Deze hechtingen van de volgende generatie bevatten een gladde, maar stevige gel-envelop, die de structuur van zacht bindweefsel imiteert.Bij het testen van de taaie, met gel omhulde (TGS) chirurgische hechtingen, ontdekten de onderzoekers dat het bijna wrijvingsloze geloppervlak de schade die doorgaans wordt veroorzaakt door traditionele hechtingen verzacht.
Conventionele chirurgische hechtingen bestaan al eeuwen en worden gebruikt om wonden bij elkaar te houden totdat het genezingsproces is voltooid.Maar ze zijn verre van ideaal voor weefselherstel.De ruwe vezels kunnen reeds kwetsbare weefsels doorsnijden en beschadigen, wat leidt tot ongemak en complicaties na de operatie.
Volgens de onderzoekers is een deel van het probleem met conventionele hechtingen de mismatch tussen onze zachte weefsels en de stijfheid van hechtingen die wrijven tegen contact met weefsel.McGill University en het INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center-team benaderden dit probleem door een nieuwe technologie te ontwikkelen die de mechanica van pezen nabootst.
Geïnspireerd door de menselijke pezen
Om het probleem aan te pakken, ontwikkelde het team een nieuwe technologie die de werking van pezen nabootst.“Ons ontwerp is geïnspireerd op het menselijk lichaam, de endotenon-omhulsel, die zowel taai als sterk is door zijn dubbele netwerkstructuur.
Het bindt collageenvezels aan elkaar terwijl het elastinenetwerk het versterkt”, zegt hoofdauteur Zhenwei Ma, een promovendus onder supervisie van assistent-professor Jianyu Li aan de McGill University.
De endotenon-omhulsel vormt een glad oppervlak om wrijving met omringend weefsel te verminderen en levert ook materialen voor weefselherstel bij een peesblessure, bestaande uit cellen en bloedvaten en massatransport en peesherstel.
Tough gel sheathed (TGS) chirurgische hechtingen kunnen worden ontworpen om gepersonaliseerde geneeskunde te bieden op basis van de behoeften van een patiënt, zeggen de onderzoekers.
Hechtmateriaal van de volgende generatie
De hechtingen van McGill University bevatten een populaire commerciële gevlochten hechtdraad in een gelenvelop die deze huls nabootst.De taaie, met gel omhulde (TGS) chirurgische hechtingen kunnen tot 15 cm lang worden gefabriceerd en kunnen worden gevriesdroogd voor langdurige opslag.
Met behulp van eerst een varkenshuid en vervolgens een rattenmodel, toonden de onderzoekers aan dat ze kunnen worden gebruikt voor standaard chirurgische steken en knopen en effectief zijn voor wondsluiting zonder infectie te veroorzaken.
De taaie, met gel omhulde (TGS) chirurgische hechtingen – in een andere parallel met endotenon-omhulsels – kunnen ook worden ontworpen om gepersonaliseerde wondbehandeling te bieden.
Gepersonaliseerde wondbehandeling
De onderzoekers demonstreerden dit principe door de hechtingen te beladen met een antibacteriële verbinding, pH-gevoelige microdeeltjes, medicijnen en fluorescerende nanodeeltjes voor anti-infectie, wondbedbewaking, medicijnafgifte en bioimaging-toepassingen.
“Deze technologie biedt een veelzijdig hulpmiddel voor geavanceerd wondbeheer.We denken dat het kan worden gebruikt om medicijnen toe te dienen, infecties te voorkomen of zelfs wonden te bewaken met nabij-infraroodbeeldvorming”, zegt Li van de afdeling Werktuigbouwkunde.
"Het vermogen om wonden lokaal te controleren en de behandelingsstrategie aan te passen voor een betere genezing is een opwindende richting om te verkennen", zegt Li, die ook een Canada Research Chair in Biomaterials and Musculoskeletal Health is.
Primaire referenties:
1. McGill-universiteit
2. Bio-geïnspireerde stevige gelmantel voor robuuste en veelzijdige oppervlaktefunctionalisering.Zhenwei Ma et.al.Wetenschapsvooruitgang, 2021;7 (15): eabc3012 DOI: 10.1126/sciadv.abc3012
Posttijd: 02-04-2022