El año pasado, los ingenieros del MIT desarrollaron un adhesivo de doble cara que podría adherirse rápida y firmemente a superficies húmedas, como tejidos biológicos. Mostraron que la cinta podría usarse para sellar rasgaduras y rasgaduras en los pulmones e intestinos en segundos, o parafije implantes y otros dispositivos médicos a las superficies de órganos como el corazón.
Ahora han desarrollado más su adhesivo para que pueda desprenderse del tejido subyacente sin causar ningún daño. Al aplicar una solución líquida, la nueva versión se puede despegar como un gel resbaladizo en caso de que deba ajustarse durante la cirugía, por ejemplo, o eliminado una vez que el tejido se ha curado.
"Esto es como una curita sin dolor para los órganos internos", dice Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica y de ingeniería civil y ambiental en el MIT. "Se pone el adhesivo, y si por alguna razón desea tomarloapagado, puede hacerlo a pedido, sin dolor ".
El nuevo diseño del equipo se detalla en un artículo publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias . Los coautores de Zhao son los primeros autores Xiaoyu Chen y Hyunwoo Yuk junto con Jingjing Wu en el MIT y Christoph Nabzdyk en la Clínica Mayo de Rochester.
enlaces irrompibles
Al considerar los diseños para su adhesivo original, los investigadores se dieron cuenta rápidamente de que es extremadamente difícil que la cinta se adhiera a superficies húmedas, ya que la fina capa de agua lubrica y evita que la mayoría de los adhesivos se adhieran.
Para evitar el deslizamiento natural de un tejido, el equipo diseñó su adhesivo original a partir de polímeros biocompatibles, incluido el ácido poliacrílico, un material altamente absorbente comúnmente utilizado en pañales y productos farmacéuticos, que absorbe agua y luego forma rápidamente enlaces de hidrógeno débiles con la superficie del tejidoPara reforzar estos enlaces, los investigadores incorporaron el material con ésteres del NHS, grupos químicos que forman enlaces más fuertes y duraderos con proteínas en la superficie de un tejido.
Si bien estos enlaces químicos le dieron a la cinta un agarre ultrafuerte, también fueron difíciles de romper, y el equipo descubrió que separar la cinta del tejido era una tarea desordenada y potencialmente dañina.
"Quitar la cinta podría crear más respuesta inflamatoria en el tejido y prolongar la curación", dice Yuk. "Es un problema práctico real".
cinta adhesiva para cirujanos
Para hacer que el adhesivo sea desmontable, el equipo primero ajustó el adhesivo en sí. Al material original, agregaron una nueva molécula enlazadora de disulfuro, que se puede colocar entre enlaces covalentes con las proteínas de la superficie de un tejido. El equipo decidió sintetizar esta molécula en particularporque sus enlaces, aunque fuertes, pueden cortarse fácilmente si se exponen a un agente reductor particular.
Luego, los investigadores examinaron la literatura para identificar un agente reductor adecuado que fuera biocompatible y capaz de cortar los enlaces necesarios dentro del adhesivo. Descubrieron que el glutatión, un antioxidante que se encuentra naturalmente en la mayoría de las células, fue capaz de romperse a largo plazoenlaces covalentes como el disulfuro, mientras que el bicarbonato de sodio, también conocido como bicarbonato de sodio, podría desactivar los enlaces de hidrógeno de menor duración del adhesivo.
El equipo mezcló concentraciones de glutatión y bicarbonato de sodio en una solución salina, y roció la solución sobre muestras de adhesivo que colocaron sobre varias muestras de órganos y tejidos, incluyendo corazón de cerdo, pulmón e intestinos. En todas sus pruebas, independientementede cuánto tiempo se había aplicado el adhesivo al tejido, los investigadores descubrieron que, una vez que rociaban la solución desencadenante sobre la cinta, podían despegar la cinta del tejido en aproximadamente cinco minutos, sin causar daño al tejido.
"Eso es aproximadamente el tiempo que tarda la solución en difundirse a través de la cinta hacia la superficie donde la cinta se une con el tejido", dice Chen. "En ese punto, la solución convierte este adhesivo extremadamente pegajoso en solo una capa de gel resbaladizoque puedes despegar fácilmente "
Los investigadores también fabricaron una versión del adhesivo que grabaron con pequeños canales a través de los cuales la solución también puede difundirse. Este diseño debería ser particularmente útil si la cinta se usara para unir implantes y otros dispositivos médicos. En este caso, rocíe la solución sobrela superficie de la cinta no sería una opción. En cambio, un cirujano podría aplicar la solución alrededor de los bordes de la cinta, donde podría difundirse a través de los canales del adhesivo.
"Nuestra esperanza es que algún día, los quirófanos puedan tener dispensadores de estos adhesivos, junto con botellas de solución desencadenante", dice Yuk. "Los cirujanos pueden usar esto como cinta adhesiva, aplicarlo, retirarlo y volver a aplicarlo a pedido".
El equipo está trabajando con Nabzdyk y otros cirujanos para ver si el nuevo adhesivo puede ayudar a reparar afecciones como hemorragias e intestinos con fugas.
"Nuestro objetivo es utilizar tecnologías bioadhesivas para reemplazar las suturas, que es una tecnología de cierre de heridas de miles de años sin demasiada innovación", dice Zhao. "Ahora creemos que tenemos una manera de hacer la próxima innovación paracierre de herida."
Esta investigación fue financiada en parte por la National Science Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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