Las hernias son una de las lesiones de tejidos blandos más comunes. Las hernias se forman cuando el contenido intraabdominal, como un asa del intestino, aprieta a través de débiles, áreas defectuosas o lesionadas de la pared abdominal.

La afección puede desarrollar complicaciones graves, por lo tanto, se puede recomendar la reparación de la hernia. La reparación consiste en implantar quirúrgicamente una malla protésica para soportar y reforzar la pared abdominal dañada y facilitar el proceso de cicatrización. Sin embargo, Los implantes de malla utilizados actualmente se asocian con complicaciones posquirúrgicas potencialmente adversas.

"Aunque los implantes de malla para hernias son mecánicamente fuertes y sostienen el tejido abdominal, hacer que el paciente se sienta cómodo inicialmente, Es un problema común que aproximadamente tres días después de la cirugía, el implante puede generar inflamación que en dos o tres semanas afectará a los órganos cercanos. "dijo el Dr. Crystal Shin, profesor asistente de cirugía en Baylor College of Medicine y autor principal de este estudio que busca encontrar una solución a las complicaciones posquirúrgicas de la hernia.

Los implantes de malla fallan en su mayoría porque promueven la adhesión del intestino, hígado u otros órganos viscerales a la malla. A medida que crecen las adherencias, la malla se encoge y se endurece, potencialmente conduciendo a dolor crónico, obstrucción intestinal, sangrado y mala calidad de vida. Algunos pacientes pueden requerir una segunda cirugía para reparar la primera que no tuvo éxito. "La inflamación también es un motivo de grave preocupación, "dijo el Dr. Ghanashyam Acharya, profesor asociado de cirugía en Baylor. "En la actualidad, la inflamación se controla con medicamentos o antiinflamatorios, pero estos medicamentos también perturban el proceso de curación porque bloquean la migración de las células inmunes al sitio de la lesión ".

"Para abordar estas complicaciones, Desarrollamos un enfoque no farmacológico mediante el diseño de una nueva malla que, además de proporcionar soporte mecánico al sitio de la lesión, también actúa como un sistema modulador de la inflamación, "Dijo Shin.

Los opuestos se atraen

"Una innovación importante de nuestro diseño es el desarrollo de un Biomesh que puede reducir la inflamación y, como resultado, minimizar la adherencia del tejido a la malla que provoca dolor y fracaso de la cirugía, "Dijo Shin. Los mediadores inflamatorios llamados citoquinas aparecen donde se implanta la malla unos días después de la cirugía. Algunas de las principales citoquinas en el implante, IL1-β, IL6 y TNF-α, tienen una carga superficial positiva debido a la presencia de los aminoácidos lisina y arginina.

"Presumimos que Biomesh con una carga superficial negativa capturaría las citoquinas cargadas positivamente, a medida que las cargas eléctricas opuestas se atraen entre sí, ", Dijo Acharya." Esperábamos que atrapar las citocinas en la malla reduciría su efecto inflamatorio y mejoraría la reparación de la hernia y el proceso de curación ".

Para probar su nueva idea, Los investigadores utilizaron una bioimpresora 3-D para fabricar Biomesh de un polímero llamado polímero de poli (alcohol vinílico) reticulado con fosfato (X-PVA). A través de una profunda experimentación, optimizaron las propiedades mecánicas para que la malla resistiera la presión abdominal máxima repetidamente sin ningún deterioro de su resistencia mecánica durante varios meses. También demostraron que su Biomesh no degradaba ni reducía sus propiedades elásticas con el tiempo y no era tóxico para las células humanas.

Espinilla, Acharya y sus colegas han confirmado en el laboratorio que este Biomesh puede capturar citocinas cargadas positivamente. Animado por estos resultados, los investigadores probaron su Biomesh en un modelo de rata de reparación de hernias, comparándolo con un tipo de malla ampliamente utilizada clínicamente para la reparación quirúrgica de hernias.

Biomesh impreso en 3D de nuevo diseño minimiza las complicaciones posquirúrgicas de la reparación de hernias en un modelo animal

El Biomesh de nuevo diseño minimizó eficazmente las complicaciones posquirúrgicas de la reparación de hernias en un modelo animal. Los investigadores examinaron el Biomesh durante cuatro semanas después de su implantación. Descubrieron que el Biomesh de nuevo diseño había capturado aproximadamente tres veces la cantidad de citocinas capturadas por la malla de uso común. Las citocinas son de corta duración en el cuerpo. A medida que se degradan permiten que la malla capture más citocinas.

En tono rimbombante, ningún tejido visceral se había adherido al Biomesh de nuevo diseño, mientras que el nivel de adhesión del tejido fue extremo en el caso de la malla de uso común. Estos resultados confirmaron que el nuevo Biomesh es eficaz para reducir los efectos de la respuesta inflamatoria y prevenir las adherencias viscerales. Además, la nueva malla no impidió la cicatrización de la pared abdominal después de la reparación quirúrgica de la hernia en modelos animales.

"Este Biomesh es único y está diseñado para mejorar los resultados y reducir las complicaciones y los síntomas agudos y a largo plazo asociados con la reparación de hernias. Con más de 400, 000 cirugías de reparación de hernias realizadas cada año en los EE. UU., el nuevo Biomesh satisfaría una importante necesidad insatisfecha, "Shin dijo." No hay tal malla quirúrgica compuesta multifuncional disponible, y el desarrollo de un Biomesh de aplicación amplia sería un avance importante en la reparación quirúrgica de hernias y otros defectos de tejidos blandos. Estamos realizando más estudios preclínicos antes de que nuestro enfoque pueda trasladarse a la clínica. La fabricación de Biomesh es altamente reproducible, escalable y modificable ".

"Este concepto de controlar la inflamación a través de las propiedades fisicoquímicas de los materiales es nuevo. La malla fue diseñada originalmente para la resistencia mecánica. Nos preguntamos:¿Podemos crear un nuevo tipo de malla haciendo uso de las propiedades físicas y químicas de los materiales? ", dijo Acharya." En la década de 1950, El Dr. Francis C. Usher del Departamento de Cirugía de Baylor desarrolló la primera malla de polipropileno para la reparación de hernias. Hemos desarrollado una malla de próxima generación que no solo proporciona soporte mecánico, sino que también juega un papel fisiológico en la reducción de la respuesta inflamatoria que causa problemas clínicos importantes ". Lea el estudio completo en la revista. Materiales avanzados .