El procesamiento del sellador requiere el aislamiento de la seda de los capullos, creación de solución de seda, y adición de nanobarras de oro (GNR). La mezcla de seda y GNR se forma en una película de seda y GNR. Las nanovarillas de oro dispersas en la película de seda se muestran a la derecha. Crédito:Urie et al. Adv. Funct. Mater ., 2018
Investigadores financiados por NIBIB han desarrollado nanomateriales activados por láser que se integran con tejidos heridos para formar sellos que son superiores a las suturas para contener fluidos corporales y prevenir infecciones bacterianas.
La reparación del tejido después de una lesión o durante una cirugía se realiza convencionalmente con suturas y grapas. que puede causar daño tisular y complicaciones, incluida la infección. Se han desarrollado colas y adhesivos para abordar algunos de estos problemas, pero pueden introducir nuevos problemas que incluyen toxicidad, mala adherencia, e inhibición de los procesos curativos naturales del cuerpo, como la migración de células al espacio de la herida.
Ahora, Investigadores financiados por NIBIB en la Universidad Estatal de Arizona están desarrollando una nueva tecnología de selladores que suena un poco a ciencia ficción:nanosealantes activados por láser (LANS).
"LANS mejora los métodos actuales, porque son significativamente más biocompatibles que las suturas o grapas, "explica David Rampulla, Doctor., director del programa NIBIB en Biomateriales. "Una mayor biocompatibilidad significa que es menos probable que se los considere extranjeros, sustancia irritante, lo que reduce la posibilidad de una reacción dañina del sistema inmunológico ".
Sin embargo, la biocompatibilidad no implica simplicidad. El grupo de Arizona ha desarrollado esta tecnología eligiendo y probando cuidadosamente los materiales contenidos en el sellador, así como el tipo específico de luz láser necesaria para activar el sellador sin causar daño tisular colateral inducido por el calor.
Para probar la contención de líquidos, Se utilizaron LANS para sellar una incisión en el intestino del cerdo. Después del sellado, se examinó el intestino para determinar la contención de líquidos (D), que era tan fuerte como un intestino intacto. Crédito:Urie et al. Adv. Funct. Mater ., 2018
El sellador está hecho de seda biocompatible que está incrustada con diminutas partículas de oro llamadas nanovarillas. El láser calienta las nanovarillas de oro para activar el sellador de seda. Una vez activado, el nanoseellador de seda tiene propiedades especiales que hacen que se mueva suavemente o se "interdigite" con las proteínas del tejido para formar un sello resistente. Se utilizó oro porque se enfría rápidamente después del calentamiento con láser, minimizando cualquier daño del tejido periférico por exposición prolongada al calor.
Se desarrollaron dos tipos de LANS en forma de disco. Uno es resistente al agua para su uso en entornos líquidos, como una cirugía para extirpar una sección de intestino canceroso. El sellador debe funcionar en un ambiente líquido para volver a unir los extremos del intestino. Un sello a prueba de fugas es fundamental para garantizar que las bacterias del intestino no se filtren al torrente sanguíneo, donde pueden provocar una infección sanguínea grave conocida como sepsis.
Las LANS resistentes al agua se probaron para la reparación de muestras de intestino de cerdo. En comparación con el intestino suturado y pegado, el LANS mostró una resistencia superior en las pruebas de presión de rotura, medido bombeando líquido al intestino. Específicamente, La capacidad de las LANS para contener líquido a presión era similar a la del intestino sano y siete veces más fuerte que las suturas. LANS también previno la fuga bacteriana del intestino reparado.
El otro tipo de LANS se mezcla con agua para formar una pasta que se puede aplicar a las heridas superficiales de la piel. Este tipo se probó en la reparación de una herida en la piel de un ratón y se comparó con la piel suturada y la piel reparada con un pegamento adhesivo. Las LANS se convirtieron en una pasta, se aplica al corte de la piel y se activa con el láser alrededor de los márgenes del sellador.
Dos días después de la aplicación, el LANS resultó en un aumento significativo de la resistencia de la piel en comparación con el pegamento o las suturas. Además, la piel tenía menos neutrófilos y restos celulares, lo que indica que hubo menos reacción inmune a las LANS.
"Nuestros resultados demostraron que nuestra combinación de nanomateriales integradores de tejidos, junto con la intensidad reducida de calor requerida en este sistema es una tecnología prometedora para su uso eventual en todos los campos de la medicina y la cirugía, "dijo Kaushal Rege, Doctor., Profesor de Ingeniería Química en el Estado de Arizona y autor principal del estudio. "Además de ajustar los parámetros de unión fotoquímica del sistema, ahora estamos probando formulaciones que permitirán la carga y liberación de fármacos con diferentes medicamentos y con diferentes perfiles de liberación programada que optimizan el tratamiento y la curación ".
