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Suture chirurgiche
Le suture chirurgiche sono indispensabili per chiudere le ferite, avendo la capacità di esercitare una forza maggiore rispetto agli adesivi tissutali e accelerando il naturale processo di guarigione.Esistono molti materiali di sutura chirurgica che sono stati adottati per questo scopo, come plastica degradabile e non degradabile, proteine ​​di derivazione biologica e metalli, ma le loro prestazioni sono state limitate dalla loro rigidità.I materiali di sutura convenzionali possono causare disagio, infiammazione e guarigione ridotta, tra le altre complicazioni post-chirurgiche.
Nel tentativo di porre rimedio a questo problema, i ricercatori di Montreal hanno sviluppato suture chirurgiche innovative con rivestimento in gel duro (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 morbidi.Nel mettere alla prova le suture chirurgiche con rivestimento in gel resistente (TGS), i ricercatori hanno scoperto che la superficie del gel quasi priva di attrito mitigava il danno tipicamente causato 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.Ma sono tutt'altro che ideali per la riparazione dei tessuti.Le fibre ruvide possono affettare e danneggiare i tessuti già fragili, causando disagio e complicazioni post-operatorie.
Secondo i ricercatori, parte del problema con le suture convenzionali è la mancata corrispondenza tra i nostri tessuti molli e la rigidità delle suture che sfregano contro i tessuti a contatto.La McGill University e il team dell'INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Center 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, la guaina dell'endotenone, che è allo stesso tempo robusta e resistente 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 assistente Jianyu Li alla McGill University.
La guaina dell'endoteno forma una superficie scivolosa per ridurre l'attrito con il tessuto circostante e fornisce anche materiali per la riparazione dei tessuti in una lesione tendinea, comprendente cellule e vasi sanguigni e trasporto di massa e riparazione del tendine.
Le suture chirurgiche con rivestimento in gel resistente (TGS) possono essere progettate per fornire una medicina personalizzata in base alle esigenze del paziente, affermano i ricercatori.
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 robuste suture chirurgiche con rivestimento in gel (TGS) possono essere realizzate fino a 15 cm di lunghezza e possono essere liofilizzate per una conservazione a lungo termine.
Utilizzando prima una pelle di suino e poi un modello di topo, i ricercatori hanno dimostrato che possono essere utilizzati per punti e nodi chirurgici standard e sono efficaci per la chiusura della ferita senza causare infezioni.
Le robuste suture chirurgiche con rivestimento in gel (TGS), in un altro parallelo con le guaine endotenoniche, possono anche essere progettate per fornire un trattamento personalizzato delle ferite.
Trattamento delle ferite personalizzato
I ricercatori hanno dimostrato questo principio caricando le suture con un composto antibatterico, microparticelle di rilevamento del pH, farmaci e nanoparticelle fluorescenti per applicazioni anti-infezione, monitoraggio del letto della ferita, somministrazione di farmaci e bioimaging.
“Questa tecnologia fornisce uno strumento versatile per la gestione avanzata delle ferite.Riteniamo che potrebbe essere utilizzato per somministrare farmaci, prevenire infezioni o persino monitorare le ferite con l'imaging nel vicino infrarosso", afferma Li del Dipartimento di ingegneria meccanica.
"La capacità di monitorare le ferite a livello locale e regolare la strategia di trattamento per una migliore guarigione è una direzione entusiasmante da esplorare", afferma Li, che è anche una cattedra di ricerca canadese in Biomateriali e salute muscoloscheletrica.
Riferimenti primari:
1. Università McGill
2. Guaina in gel resistente bioispirata per una funzionalizzazione della superficie robusta e versatile.Zhenwei Ma et.al.Progressi scientifici, 2021;7 (15): eabc3012 DOI: 10.1126/sciadv.abc3012