Gel chirurgico iniettabile per prevenire il tessuto cicatriziale

 I ricercatori della Southern Medical University in Cina hanno sviluppato un gel chirurgico iniettabile che può suturare le ferite senza attaccarsi al tessuto bersaglio, prevenendo efficacemente le aderenze postoperatorie.

Fino al 90% dei pazienti sottoposti a chirurgia addominale o pelvica sviluppa aderenze postoperatorie o tessuto cicatriziale. Gli approcci chirurgici laparoscopici minimamente invasivi possono ridurre la gravità delle aderenze, ma il tessuto cicatriziale si forma ancora.

La risposta cellulare al danno, anche intenzionale, come un intervento chirurgico per riparare un problema, si traduce in una cascata di molecole che si riversano nel sito per guarire il tessuto. Ma le molecole, lavorando rapidamente per chiudere la ferita, spesso si spingono troppo lontano e legano la ferita al tessuto sano vicino. A seconda della posizione, il tessuto cicatriziale risultante può causare dolore cronico, ostruzione intestinale e persino la morte.

I risultati della ricerca degli scienziati della Southern Medical University in Cina sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Advanced Functional Materials.

Gel chirurgico iniettabile: ecco come agisce

Secondo l’autore dell’articolo Yaobin Wu, professore associato, Guangdong Engineering Research Center for Translation of Medical 3D Printing Application, Southern Medical University in Cina, molte barriere antiadesive sono idrogel ispirati alle cozze, animali marini che possono aderire fortemente ad altri materiali.

 Gli idrogel o gel chirurgico possono legarsi al tessuto umido e sono generalmente progettati come materiali biadesivi, il che aumenta il rischio di aderenze postoperatorie. Una classe di idrogel è asimmetrica, con un solo lato adesivo, il che riduce il rischio di aderenze, ma il loro metodo di preparazione li rende non iniettabili e inadatti alla chirurgia laparoscopica, ha spiegato il professor Wu.

“In alternativa, i materiali antiadesivi liquidi o colla sono iniettabili e possono essere somministrati facilmente durante interventi chirurgici minimamente invasivi, ma sono spesso spostati e diluiti nell’ambiente fisico dinamico e umido dei siti chirurgici“, ha dichiarato Wu, osservando che la loro composizione può anche innescare un risposta molecolare che promuove la formazione di adesioni.

“Abbiamo deciso di progettare e preparare una barriera iniettabile con proprietà di ritenzione dei tessuti superiori in grado di prevenire la formazione di aderenze a seguito di procedure chirurgiche minimamente invasive”, ha continuato lo scienziato.

Precedenti ricerche hanno suggerito che i ligandi polianionici, molecole che legano e rendono inefficaci molti tipi di altre molecole, combinati con l’acido ialuronico, una molecola appiccicosa che svolge un ruolo importante nella rete di supporto di tutte le cellule animali, potrebbero creare un gel chirurgico iniettabile efficace.

“Tuttavia, non c’è stata alcuna relazione sulla progettazione di un idrogel iniettabile e asimmetrico adesivo basato su un ligando polianionico che potrebbe impedire l’aggregazione dei recettori scavenger e può essere somministrato contemporaneamente durante la procedura chirurgica minimamente invasiva per prevenire la formazione di aderenze“, ha specificato Wu.

I ricercatori hanno formulato un tale idrogel, soprannominato HAD, con una svolta fotocurabile. Quando è stato iniettato, il lato dell’idrogel che non toccava la ferita è stato curato con una luce ultravioletta per 3-5 secondi. Simile alla sua funzione in una manicure in gel, l’esposizione ai raggi UV ha asciugato l’idrogel e ha impedito che si attaccasse altrove.

Il composto si è dimostrato compatibile con le cellule umane, quindi il team ha testato il gel chirurgico HAD in interventi chirurgici su ratti e conigli. Nei ratti che hanno ricevuto HAD, al contrario delle versioni dell’idrogel senza ligandi o soluzione salina pura, la maggior parte dell’infiammazione si era attenuata e non c’erano aderenze evidenti 14 giorni dopo l’intervento. In modo critico, ha detto Wu, il tasso di mortalità nei gruppi non riceventi HAD era di circa il 30-50%, mentre i ratti riceventi HAD sono sopravvissuti.

Gli stessi risultati sono stati fatti negli interventi chirurgici sui conigli.

“I risultati indicano che questa formulazione di gel chirurgico HAD iniettabile è adatta per la somministrazione durante una laparotomia per formare una barriera antiaderente istantanea in situ con buoni effetti di guarigione delle ferite”, ha detto Wu.

“La missione del nostro team è costruire un ponte tra il divario tra la ricerca biotecnologica e le applicazioni cliniche”, ha affermato il professor Wenhua Huang, direttore del Centro di ricerca. “Riteniamo che la somministrazione di questo idrogel iniettabile HAD con proprietà adesive asimmetriche controllabili possa essere facilmente integrata negli interventi chirurgici laparoscopici nell’uso clinico”.

Un’adesione è una fascia di tessuto cicatriziale che lega due parti del tessuto che normalmente non sono unite insieme. Le adesioni possono apparire come sottili fogli di tessuto simili a un involucro di plastica o come spesse bande fibrose.

L’adesione si sviluppa quando i meccanismi di riparazione del corpo rispondono a qualsiasi disturbo tissutale, come interventi chirurgici, infezioni, traumi o radiazioni, con conseguente infiammazione. Sebbene le aderenze possano verificarsi ovunque, le posizioni più comuni sono all’interno della cavità addominale, del bacino e del cuore.

le aderenze addominali sono una complicanza comune degli interventi chirurgici, che si verificano fino al 93% delle persone che si sottopongono a chirurgia addominale o pelvica. Le aderenze addominali si verificano anche in circa il 10% delle persone che non hanno mai subito un intervento chirurgico.La maggior parte delle aderenze è indolore e non causa complicazioni. Tuttavia, le aderenze causano circa il 60% delle ostruzioni dell’intestino tenue negli adulti e si ritiene che contribuiscano allo sviluppo del dolore pelvico cronico.

Per quanto riguarda le aderenze cardiache, il tessuto cicatriziale può formarsi all’interno delle membrane che circondano il cuore (sacco pericardico), limitando così la funzione cardiaca. Le infezioni, come la febbre reumatica, possono portare alla formazione di aderenze sulle valvole cardiache e possono portare a una diminuzione dell’efficienza cardiaca.

Le adesioni si sviluppano mentre il corpo tenta di ripararsi. Questa risposta normale può verificarsi dopo un intervento chirurgico, un’infezione, un trauma o una radiazione. Le cellule riparatrici all’interno del corpo non possono distinguere la differenza tra un organo e l’altro. Se un organo viene riparato ed entra in contatto con un’altra parte di se stesso, o con un altro organo, si può formare tessuto cicatriziale per connettere le due superfici.

Per tutte queste ragioni, I ricercatori della Southern Medical University in Cina hanno in programma di continuare a studiare e verificare il valore clinico del gel chirurgico HAD, con un focus specifico su come il composto può aiutare a guarire le ferite croniche e prevenire le aderenze in una varietà di malattie.