Cada año se realizan más de 15 millones de colonoscopias en los Estados Unidos, y en al menos el 20 por ciento de ellas, los gastroenterólogos terminan eliminando los crecimientos precancerosos del colon. La eliminación de estas lesiones en etapa temprana, conocidas como pólipos, es la mejor manerapara prevenir el desarrollo de cáncer de colon.
Para reducir el riesgo de desgarrar el colon durante este procedimiento, los médicos a menudo inyectan una solución salina en el espacio debajo de la lesión, formando un "cojín" que levanta el pólipo para que sea más fácil de extraer de manera segura. Sin embargo, este cojín no funcionat dura mucho.
Los investigadores del MIT han ideado una alternativa: una solución que se puede inyectar en forma líquida pero que se convierte en un gel sólido una vez que llega al tejido, creando un cojín más estable y duradero.
"Eso realmente hace una gran diferencia para el gastroenterólogo que realiza el procedimiento, para asegurarse de que haya un área estable que luego puedan resecar usando herramientas endoscópicas", dice Giovanni Traverso, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y ungastroenterólogo en el Hospital Brigham and Women's.
Traverso es el autor principal del estudio, que aparece en la edición del 30 de julio de Ciencia avanzada . Los autores principales del estudio son los ex postdocs del MIT Yan Pang y Jinyao Liu. Otros autores incluyen a la estudiante del MIT Zaina Moussa, la asociada técnica Joy Collins, el ex técnico Shane McDonnell, la veterinaria de la División de Medicina Comparada Alison Hayward, Brigham y el gastroenterólogo del Hospital de MujeresKunal Jajoo y el profesor del Instituto David H. Koch Robert Langer.
un cojín estable
Si bien muchos pólipos de colon son inofensivos, algunos pueden volverse cancerosos si no se extirpan. Los gastroenterólogos a menudo realizan este procedimiento durante una colonoscopia de rutina, utilizando una herramienta similar a un lazo para atrapar el tejido antes de cortarlo.
Este procedimiento conlleva cierto riesgo de rasgar el revestimiento del colon, por lo que los médicos generalmente inyectan solución salina en el área justo debajo del revestimiento, llamado espacio submucoso, para levantar el pólipo de la superficie del colon.
"Lo que hace es separar esas capas de tejido brevemente, y le da a uno un poco de área elevada para que sea más fácil atrapar la lesión", dice Traverso. "El desafío es que la solución salina se disipa muy rápidamente, así que no lo hacemos"No siempre tiene tiempo suficiente para entrar e intervenir, y puede que tenga que reinyectar solución salina ".
Las lesiones complejas pueden tardar entre 10 y 20 minutos en eliminarse, o incluso más, pero el colchón de solución salina solo dura unos minutos. Los investigadores han intentado prolongar la vida de los cojines agregando agentes espesantes como la gelatina y la celulosa, pero esosson muy difíciles de inyectar a través de la aguja estrecha que se usa para el procedimiento.
Para superar eso, el equipo del MIT decidió crear un gel diluyente al cizallamiento. Estos materiales son geles semisólidos en condiciones normales, pero cuando se les aplica fuerza, su viscosidad disminuye y fluyen más fácilmente. Esto significa que el material puedese inyecte fácilmente a través de una aguja estrecha, luego vuelva a convertirse en un gel sólido una vez que salga al tejido del colon.
Los geles diluyentes de cizallamiento se pueden hacer de muchos tipos diferentes de materiales. Para este propósito, los investigadores decidieron una combinación de dos materiales biocompatibles que pueden formar geles: laponita, una arcilla en polvo utilizada en cosméticos y otros productos, y alginato, un polisacárido derivado de algas.
"Elegimos estos materiales porque son biocompatibles y nos permiten ajustar el comportamiento de flujo de los geles resultantes", dice Pang.
Usando estos materiales, los investigadores crearon un gel diluyente de cizallamiento que podría inyectarse y formar un cojín estable durante más de una hora, en cerdos. Esto les daría a los gastroenterólogos mucho más tiempo para extirpar cualquier pólipo.
"De lo contrario, se inyecta la solución salina, luego se cambian las herramientas, y para cuando esté listo, el tejido vuelve a estar plano. Se vuelve realmente difícil resecar las cosas de manera segura", dice Traverso.
Control de viscosidad
Al variar la composición de los componentes del gel, los investigadores pueden controlar características como la viscosidad, que influye en cuánto tiempo el cojín permanece estable. Si se hace que dure más, este tipo de gel inyectable podría ser útil para aplicaciones como reducir elTracto GI, que podría usarse para prevenir el reflujo ácido o para ayudar con la pérdida de peso al hacer que las personas se sientan llenas. También podría usarse para administrar medicamentos al tracto intestinal, dice Traverso.
Los investigadores también encontraron que el material no tenía efectos secundarios dañinos en los cerdos, y esperan comenzar los ensayos en pacientes humanos dentro de los próximos tres a cinco años.
"Esto es algo que creemos que puede llegar a los pacientes con bastante rapidez", dice Traverso. "Estamos realmente entusiasmados por avanzar".
La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Alexander von Humboldt, la División de Gastroenterología en el Hospital Brigham and Women's y el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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