Ein hochelastischer und haftender chirurgischer Kleber, der Wunden schnell versiegelt, ohne dass herkömmliche Klammern oder Nähte erforderlich sind, könnte die Art und Weise, wie Operationen durchgeführt werden, verändern.
Biomedizinische Ingenieure der University of Sydney und der Vereinigten Staaten arbeiteten an der Entwicklung des potenziell lebensrettenden chirurgischen Klebers namens MeTro.
Die hohe Elastizität von MeTro macht es ideal zum Versiegeln von Wunden in Körpergeweben, die sich ständig ausdehnen und entspannen - wie Lunge, Herz und Arterien - die andernfalls Gefahr laufen, sich wieder zu öffnen.
Das Material funktioniert auch bei inneren Wunden, die sich oft in schwer zugänglichen Bereichen befinden und normalerweise Klammern oder Nähte erforderlich machen, da die umgebende Körperflüssigkeit die Wirksamkeit anderer Versiegelungsmittel beeinträchtigt.
MeTro härtet in nur 60 Sekunden aus, nachdem es mit UV-Licht behandelt wurde, und die Technologie verfügt über ein eingebautes Abbauenzym, das modifiziert werden kann, um zu bestimmen, wie lange die Versiegelung hält - von Stunden bis zu Monaten, um eine angemessene Zeit zu ermöglichen damit die Wunde heilt.
Das flüssige oder gelartige Material versiegelt schnell und erfolgreich Einschnitte in Arterien und Lungen von Nagetieren und Schweinelungen, ohne dass Nähte und Klammern erforderlich sind.
Die Ergebnisse wurden in Science Translational Medicine in einem Artikel des Charles Perkins Centre und der Fakultät für Naturwissenschaften der Universität Sydney veröffentlicht; Bostons Northeastern University, das Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering an der Harvard University und das Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) in Boston.
MeTro kombiniert die natürlichen elastischen Proteintechnologien, die in Zusammenarbeit mit dem Autor und Professor Anthony Weiss vom McCaughey-Lehrstuhl für Biochemie an der University of Sydney entwickelt wurden, mit lichtempfindlichen Molekülen, die in Zusammenarbeit mit dem Autor und Direktor des Biomaterials Innovation Research Center an der Harvard Medical School entwickelt wurden Professor Ali Khademhosseini.
Der Hauptautor der Studie, Assistenzprofessor Nasim Annabi vom Department of Chemical Engineering der Northeastern University, überwachte die Anwendung von MeTro in einer Vielzahl von klinischen Umgebungen und Bedingungen.
"Das Schöne an der MeTro-Formulierung ist, dass sie sich, sobald sie mit Gewebeoberflächen in Kontakt kommt, zu einer gelartigen Phase verfestigt, ohne wegzulaufen", sagte sie.
"Wir stabilisieren es dann weiter, indem wir es vor Ort mit einer kurzen lichtvermittelten Vernetzungsbehandlung aushärten. Dadurch kann die Versiegelung sehr genau platziert werden und sich fest mit Strukturen auf der Gewebeoberfläche verbinden und verzahnen."
Professor Anthony Weiss von der University of Sydney beschrieb den Prozess als ähnlich dem von Silikondichtmitteln, die um Badezimmer- und Küchenfliesen herum verwendet werden.
"Wenn Sie MeTro ansehen, können Sie sehen, dass es sich wie eine Flüssigkeit verhält, die Lücken füllt und sich der Form der Wunde anpasst", sagte er.
"Es reagiert gut biologisch und verbindet sich eng mit menschlichem Gewebe, um die Heilung zu fördern. Das Gel ist leicht aufzubewahren und kann direkt auf eine Wunde oder einen Hohlraum gespritzt werden.
"Die potenziellen Anwendungen sind leistungsstark – von der Behandlung schwerer innerer Wunden an Notfallorten wie nach Autounfällen und in Kriegsgebieten bis hin zur Verbesserung von Krankenhausoperationen."
Professor Khademhosseini von der Harvard Medical School äußerte sich optimistisch über die Ergebnisse der Studie.
"MeTro scheint über den Zeitraum stabil zu bleiben, in dem Wunden unter anspruchsvollen mechanischen Bedingungen heilen müssen, und baut sich später ohne Anzeichen von Toxizität ab; es erfüllt alle Kriterien eines äußerst vielseitigen und effizienten chirurgischen Versiegelungsmittels mit Potenzial über Lungen- und Gefäßnähte und klammerlose Anwendungen hinaus", sagte er.
Die nächste Phase für die Technologie sind klinische Tests, sagte Professor Weiss.
"Wir haben gezeigt, dass MeTro in einer Reihe von verschiedenen Umgebungen funktioniert und Probleme löst, die andere verfügbare Versiegelungsmittel nicht lösen können. Wir sind jetzt bereit, unsere Forschung auf Tests an Menschen zu übertragen. Ich hoffe, dass MeTro bald in der verwendet wird Klinik und rettet Menschenleben."
