Os pesquisadores desenvolvem patch biocompatível para lesões de órgãos macios

Universidade da Califórnia, Los Angeles e Universidade da Califórnia, os pesquisadores de San Diego desenvolveram um selante injetável para hemostasia rápida e adesão tecidual em órgãos elásticos e macios.

Formulada com tropoelastina recombinante humana modificada por metacrilil (metro) e nanoplatelas de silicato de laponita (SNS), o hidrogel engenhado demonstrou melhorias substanciais na força de adesão tecidual e na eficácia hemostática em modelos pré-clínicos envolvendo e arterial injurgos.

Lesões em tecidos moles, como pulmões, cardío e vasos sanguíneos, complicam o fechamento cirúrgico devido ao seu movimento constante e elasticidade. Suturas, fios e grampos são mecanicamente fixos, arriscando a perda de sangue quando aplicado a tecidos que se expandem e contraem a cada respiração ou batimento cardíaco. Os agentes hemostáticos existentes, incluindo selantes à base de fibrina, visam o fluxo sanguíneo do tronco, mas podem desencadear respostas intensas da coagulação em pacientes com distúrbios de coagulação.

Produtos como cianoacrilatos oferecem forte adesão, mas introduzem rigidez excessiva que pode interromper o movimento natural do tecido e causar efeitos citotóxicos. Os hidrogéis poliméricos naturais são biocompatíveis, mas geralmente não possuem a resistência e adesão mecânicas necessárias para selar superfícies úmidas ou altamente elásticas. Progel e poli (poli (etileno glicol) focalsal demonstram elasticidade limitada e requerem tempos de aplicação estendidos, reduzindo sua eficácia em ambientes dinâmicos de tecido.

Selantes de tecidos moles que integram hemostasia, flexibilidade e adesão permanecem limitados. O metrô mostrou anteriormente as propriedades biocompatibilidade e mecânicas semelhantes às dos tecidos elásticos nativos.

Modificações anteriores com óxido de grafeno aumentaram a tenacidade, enquanto o reparo do nervo aumentado por gelatina modificado por metacrilil. As capacidades hemostáticas, no entanto, permaneceram uma lacuna. O SNS tem o potencial de melhorar a resposta da coagulação, mantendo a integridade mecânica do selante.

No estudo, “Fechamento rápido e hemostasia de tecidos moles rompidos usando um selante baseado em tropoelastina humano modificado em modelos pré-clínicos”, publicado em Ciência Medicina Translacionalos pesquisadores realizaram testes pré -clínicos de um hidrogel projetado que combina SNS de metrô e laponita para avaliar a adesão tecidual e a eficácia hemostática em tecidos moles.

Os testes pré -clínicos envolveram modelos de lesões arteriais em lesão de ratos e pulmões em indivíduos com porcos para avaliar o desempenho do selante em órgãos elásticos macios. Os pesquisadores mediram a força da adesão, o tempo de coagulação e a resposta do tecido para avaliar a eficácia da formulação de metrô/SN em condições fisiológicas dinâmicas.

As soluções pré-polímero de metrô e concentrações variadas de SNs foram preparadas e reticuladas usando luz visível. Os indivíduos com ratos e porcos foram submetidos a procedimentos de lesão para avaliar a eficácia do selante.

Os testes envolveram medições de força de adesão ex vivo em pele de porco, pulmão e tecidos cardíacos, com pressão de explosão avaliada em folhas de colágeno perfuradas. O desempenho hemostático foi avaliado através da análise de tempo de coagulação usando sangue humano fresco tratado com hidrogéis de metrô/SN e agentes hemostáticos comerciais.

As avaliações de biocompatibilidade incluíram coloração ao vivo/morta e análise histológica do tecido ao redor dos implantes de hidrogel metropolitano/SN. Testes adicionais incluíram análise de potencial zeta para avaliar interações eletrostáticas e espectroscopia de ressonância magnética nuclear para confirmar a reticulação e a composição química da matriz de hidrogel.

Os hidrogéis de metrô/SN exibiram maior resistência à adesão e pressão de explosão em comparação com os selantes do metrô e do metrô. No tecido pulmonar de porco, o Metro/SN alcançou uma força de adesão de 23 kPa em comparação com 12 kPa para o metrô. A pressão de explosão de hidrogéis de metrô/SN contendo 1% de SN atingiu 3,6 kPa, excedendo 2,8 kPa do metrô.

Nos testes de pressão de ruptura do coração ex vivo, o metrô/SN tolerou as pressões de 47 kPa em comparação com 41 kPa para o metrô, indicando uma melhor integridade estrutural melhorada. Os testes de pressão de explosão de colágeno também mostraram força mecânica superior em amostras tratadas com metrô/SN.

Os testes hemostáticos demonstraram tempo reduzido de coagulação em amostras tratadas com metrô/SN em comparação com controles não tratados. Sangue tratado com hidrogéis de metrô/SN contendo 1% de SN coagulado em 12 minutos, enquanto o sangue não tratado exigia 15 minutos. Não foi observado aumento na hemólise, indicando danos mínimos celulares, apesar da resposta mais rápida da coagulação.

No modelo de amputação da cauda de rato, os hidrogéis Metro/SN reduziram a perda sanguínea em aproximadamente 91% em comparação com o metrô e em 99% em comparação com os controles não tratados.

A análise histológica não revelou resposta inflamatória significativa em torno dos implantes de metrô/SN após sete e 28 dias no tecido subcutâneo de ratos. Não foi observada infiltração de fibrose ou linfócito, indicando biocompatibilidade da formulação de hidrogel.

No modelo de lesão pulmonar de porco, os hidrogéis Metro/SN mantiveram a integridade do selo e impediram a perda de sangue por 14 dias sob pressões fisiológicas. Nenhum dano significativo de destacamento ou tecido foi observado durante o teste de pressão, confirmando a estabilidade adesiva do hidrogel em ambientes dinâmicos de tecido.

Os pesquisadores concluem que os hidrogéis de metrô/SN fornecem vedação eficazes e hemostasia em tecidos elásticos e macios, mantendo a biocompatibilidade em modelos pré -clínicos. A força de adesão aprimorada e a pressão de explosão nos tecidos pulmonares e arteriais indicam o potencial de aplicação clínica em lesões traumáticas, onde os selantes convencionais não aderem sob condições dinâmicas.

A integração do SNS reduziu o tempo de coagulação sem induzir respostas inflamatórias, apoiando o potencial do hidrogel de intervenção rápida em feridas hemorrágicas. A análise de biocompatibilidade demonstrou resposta imune mínima e danos nos tecidos após o implante, sugerindo um perfil de baixo risco para a tradução clínica.

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