Nuevo biomaterial sellador quirúrgico podría eliminar métodos estándar de sutura y grapado

Para que las heridas quirúrgicas se cierren correctamente, el material sellador utilizado debe sellar efectivamente las superficies húmedas y resbaladizas de tejido que varían en forma y pueden involucrar el movimiento del tejido, como un pulmón en expansión, o tener texturas quebradizas. La aplicación y efectividad del sellador también debe ocurrir dentro de un marco de tiempo adecuado para los procedimientos quirúrgicos. Los métodos tradicionales, como la sutura y el engrapado, pueden ser ineficaces y lentos, lo que provoca una mayor pérdida de sangre. Los selladores bioadhesivos a base de fibrina son costosos, tienen una adhesión insuficiente y son susceptibles a la transmisión viral. Aunque los vendajes para heridas comerciales a base de gelatina ofrecen biocompatibilidad, bajo costo y eficacia hemostática, carecen de fuerza adhesiva debido a su fragilidad inherente. Se han realizado esfuerzos previos para mejorar la adhesión a través de la funcionalización con catecol, un compuesto natural que puede proporcionar capacidades adhesivas cuando se une a la gelatina. Sin embargo, el número limitado de sitios de unión en la gelatina da como resultado que se pueda lograr un bajo nivel de adhesión a través de la funcionalización de catecol.

Los científicos del Instituto Terasaki para la Innovación Biomédica (TIBI, Los Ángeles, CA, EUA) han utilizado química innovadora para crear un biomaterial inyectable que ha mejorado considerablemente la fuerza adhesiva, la elasticidad y la dureza. Este hidrogel, basado en gelatina y modificado químicamente, tiene numerosas características atractivas, que incluyen una gelificación rápida a temperatura ambiente y niveles de adhesión personalizables. Este biomaterial especialmente diseñado es ideal como sellador de heridas quirúrgicas debido a su inyectabilidad y adhesión controlable, así como a su capacidad superior para adherirse a una variedad de superficies de tejidos y órganos.

Los investigadores utilizaron ácido cafeico (CA), un compuesto natural que se encuentra en el café y el aceite de oliva, para mejorar las propiedades de adhesión de la gelatina a los tejidos. Para lograr esto, primero oxidaron CA para crear oligómeros de CA (CAO), que consisten en una pequeña cantidad de unidades de catecol repetidas. Al acoplar estos derivados de CA con gelatina, pudieron mejorar significativamente la unión química de los grupos catecol y mejorar sus capacidades adhesivas. Como resultado, el sellador bioadhesivo creado exhibe una fuerza adhesiva superior, elasticidad, dureza e inyectabilidad, y puede gelificarse rápidamente en el sitio de la herida, mientras mantiene una adhesión estable en condiciones fisiológicas.

Además, los selladores fueron diseñados para exhibir una adhesión tisular selectiva. Esto es crucial para un sellado efectivo, ya que debe haber una fuerte unión entre el sellador y el tejido en la interfaz, mientras se evita la adhesión en la cara opuesta del sellador que está expuesta a fluidos corporales. Las pruebas de validación realizadas en láminas de colágeno húmedo, así como los experimentos de presión de estallido para evaluar los límites de la fuerza adhesiva, confirmaron la eficacia del nuevo sellador y contradijeron informes anteriores que sugerían efectos adversos de la química oxidativa.

El sellador recientemente desarrollado se puso a prueba en heridas de pulmón, corazón y vejiga de cerdo en experimentos de laboratorio. Los resultados mostraron que la fuerza adhesiva del sellador fue significativamente mayor que la de los selladores comerciales con base de gelatina. Incluso después de raspar y torcer experimentalmente, el sellador permaneció firmemente adherido a la superficie del tejido. La biocompatibilidad del sellador también se confirmó mediante pruebas. El sellador exhibió capacidades de carga y liberación de fármacos y demostró potencial para promover los efectos antioxidantes que pueden ayudar en la cicatrización de heridas. Esta técnica versátil se puede aplicar a otros biomateriales para impartir una fuerte adhesión.

“Nuestro equipo ha utilizado química manipulativa y estratégica para mejorar significativamente la fuerza adhesiva y la versatilidad de los biomateriales”, dijo Ali Khademhosseini, director y director ejecutivo de TIBI. “Esto crea posibilidades emocionantes para un manejo más efectivo de heridas quirúrgicas en la clínica”.

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