Científicos de materiales de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) ha inventado un nuevo tipo de pegamento quirúrgico que puede ayudar a unir los vasos sanguíneos y cerrar heridas más rápido y también puede servir como una plataforma para administrar medicamentos para aliviar el dolor.

En un artículo publicado en Elsevier's Biomateriales en julio junto con médicos del Hospital General de Singapur (SGH), Los investigadores de NTU demostraron que su pegamento puede unir tejidos blandos, incluidos músculos y vasos sanguíneos, incluso cuando sus superficies están mojadas.

Nombrado CaproGlu, se activa con una dosis baja de luz ultravioleta (UV) que lo cura en segundos, convirtiéndolo de un pegamento líquido en un biorucho sólido pero flexible, un material biocompatible que puede ser reabsorbido por el tejido después de algunas semanas.

El equipo demostró en experimentos con animales que los vasos sanguíneos se pueden unir con solo cuatro puntos y una envoltura de malla sumergida en CaproGlu. en comparación con las ocho puntadas habituales que se requieren para una unión confiable y sin obstrucciones. Los autores estiman que esto reducirá el tiempo de la cirugía en un 25 por ciento, ya que los cirujanos dedican menos tiempo y esfuerzo a coser vasos sanguíneos y tejidos.

Como se demostró en experimentos con animales, CaproGlu también se puede utilizar para administrar anestésicos locales o analgésicos en los tejidos del cuerpo. que puede ser útil tanto durante como después de una operación y reduciría la necesidad de administrar analgésicos posteriormente.

A diferencia de los bioadhesivos actuales, que necesitan que se mezclen dos productos químicos antes de su uso, CaproGlu es una solución de gel líquido de un solo recipiente que viene lista para usar.

Autores principales del artículo, El profesor asociado Terry W.J. Steele y el investigador principal Dr. Ivan Djordjevic, enfatizó que la mayoría de los adhesivos quirúrgicos disponibles en el mercado no funcionan en el agua o en ambientes húmedos como los que se encuentran en el cuerpo humano.

"Para que nuestro pegamento activado por luz funcione en los tejidos húmedos, diseñamos nuestro pegamento para eliminar primero el agua de la superficie y así permitir la adhesión a las superficies deshidratadas, ", dijo el profesor adjunto Steele.

"Esta ventaja única de poder unir con alta resistencia en un ambiente húmedo, además de ser biocompatible, es lo que hace que CaproGlu sea tan adecuado para su uso en cirugía y aplicaciones médicas ".

La fuerza de adhesión de CaproGlu se comparó con otros bioadhesivos comerciales en el mercado y se encontró que era de tres a siete veces más fuerte. y está a la par con la resistencia al cizallamiento del colágeno y el tejido muscular que se encuentran en el cuerpo humano.

Beneficios de CaproGlu

Inventado por el profesor adjunto Steele y el Dr. Djordjevic de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la NTU, CaproGlu combina dos ingredientes en una formulación de un solo componente que no requiere aditivos.

El primero es la policaprolactona, un polímero biodegradable que ha sido aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos para aplicaciones específicas utilizadas en el cuerpo humano, y el segundo:diazirina, una molécula sensible a la luz que puede formar enlaces fuertes cuando se activa.

En su artículo de investigación que fue publicado en la revista científica Biomateriales , los científicos demostraron cómo CaproGlu podría usarse como parte de un nuevo método quirúrgico, donde las suturas se utilizan en combinación con un pegamento. En lugar de los ocho puntos convencionales necesarios para unir los dos extremos de un vaso sanguíneo en un conejo, usaron cuatro puntos y envolvieron los extremos del recipiente con una malla biodegradable sumergida en CaproGlu y curada con una pequeña dosis de luz ultravioleta que reticuló los aminoácidos en la superficie del tejido.

Como resultado, el sangrado de la arteria inmediatamente después del procedimiento fue comparable a lo que se observa con los puntos de sutura convencionales. Cuando se cosecha siete días después, se demostró que la arteria se había curado por completo.

En un experimento separado, los cirujanos insertaron CaproGlu cargado con anestésicos dentro de las pantorrillas de las ratas y las curaron con luz ultravioleta antes de cerrar la herida con puntos de sutura convencionales.

Los científicos compararon la actividad de estas ratas con otros dos controles:ratas que habían recibido anestésicos solos y ratas que habían recibido CaproGlu sin anestésicos. No encontraron ningún impedimento discernible de movimiento para las ratas que tenían anestésicos y CaproGlu cargados con anestésicos. suggesting that CaproGlu is successful in delivering local anesthetics over time and could be a useful way to extend local anesthesia beyond its current limits and also to act as a drug delivery platform for medication such as anticoagulants to prevent excessive blood clotting.

The team also observed that there were no discernible side effects to the animals which had CaproGlu implanted in their skin, which suggested that it is safe and biocompatible as expected. Since the bioadhesive dissolves and resorbs within weeks, no follow up clinical visits would be required for its removal.

Stable shelf life after sterilization

A big challenge for bioadhesives on the market today is to cope with the standard method by which surgical grade equipment and disposables are sterilized using gamma irradiation.

The gamma sterilization process destroys proteins and activates bonding in both acrylate and epoxy adhesives.

Unlike other surgical adhesives available on the market, CaproGlu's protein-free formulation exploits new crosslinking chemistry unaffected by gamma sterilization.

The light-activated bonding mechanism forms chain links to amino acids at the nanoscale level, even after several months of storage and gamma sterilization, thus making CaproGlu's production and commercialisation potentially less costly than those based on proteins and acrylates.