Científicos de la Universidad de Harvard y del Instituto Terasaki para la Innovación Biomédica han desarrollado un hidrogel inyectable que previene eficazmente las adherencias posquirúrgicas. Crédito: Laboratorio Khademhosseini
Después de la cirugía dentro de las cavidades abdominal o pélvica, a menudo se forma tejido cicatricial en el revestimiento interno de estas cavidades y puede adherirse a los órganos que se encuentran dentro de ellas. Esta adherencia ocurre en el 93% de estos pacientes y puede afectar los intestinos, el hígado, la vejiga urinaria, la vesícula biliar y los órganos reproductores femeninos. En hasta un 20% de los casos de adherencias pueden surgir complicaciones graves, como dolor abdominal o pélvico crónico, problemas de fertilidad u obstrucción intestinal. Esto no solo da como resultado un aumento del sufrimiento y la mortalidad de los pacientes, sino que agrega más de mil millones de dólares en costos hospitalarios adicionales solo en los Estados Unidos.
Un método comúnmente utilizado para combatir este problema es usar películas sintéticas disponibles comercialmente como barreras de adhesión. Sin embargo, a veces existen dificultades para aplicar estas películas con suficiente grado de conformidad sobre superficies irregulares y también pueden ser frágiles y difíciles de manipular. Además, no es posible usar las películas para procedimientos de portal pequeño, como cateterismo y laparoscopias, y su eficacia general se estima en un 25 %.
A través de un esfuerzo de colaboración de varios institutos, que incluyó a científicos de Harvard University y el Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI), se desarrolló un método para superar estos desafíos y producir una barrera antiadherencia más efectiva con algunas ventajas añadidas.
Los investigadores primero eligieron un polímero llamado un hidrogel que se hizo con nanoplaquetas de silicato (SNP). Este hidrogel fue elegido debido a sus capacidades de adelgazamiento por cizallamiento, la capacidad de deformarse bajo estrés y luego recuperarse rápidamente y moldearse para adaptarse al espacio deseado. Esto lo hizo ideal para inyectar o rociar sobre una superficie con una cobertura completa y uniforme. Los investigadores también pudieron formular esta barrera de hidrogel adelgazante (STHB) para solidificarse sin la polimerización adicional o los pasos de reticulación que requieren otros hidrogeles. Para evitar la infiltración, la adherencia y el crecimiento de células productoras de tejido cicatricial, se incluyó en la mezcla de hidrogel un polímero llamado óxido de polietileno (PEO).
Se realizaron pruebas exhaustivas en varias formulaciones de hidrogel para optimizar su capacidad de adelgazamiento por cizallamiento, inyectabilidad, características de pulverización y estabilidad estructural. También se realizaron pruebas de observación microscópica para determinar la eficacia de la PEO en la prevención de la adherencia de las células productoras de cicatrices. Los resultados mostraron que las formulaciones óptimas de STHB demostraron propiedades mecánicas superiores y una prevención más eficaz de la adherencia celular que los hidrogeles de control preparados sin SNP ni PEO.
Los modelos animales y las pruebas de tinción confirmaron estos resultados iniciales. Los experimentos se llevaron a cabo en ratas lesionadas quirúrgicamente usando un STHB o una barrera de película comercial implantada en sus revestimientos abdominales. Después del tiempo posoperatorio estándar de dos semanas, las adherencias resultantes se inspeccionaron visualmente y se clasificaron. La formulación óptima de STHB mostró la mayor eficacia en la prevención de la adhesión celular sobre la barrera de la película o los tratamientos de control negativo (sin barrera).
Los experimentos de tinción observaron más de cerca la formación de tejido cicatricial a partir de las pruebas de adhesión en modelos animales. Los exámenes microscópicos revelaron que las ratas sin barreras implantadas mostraron bandas de alto grado de formación de tejido cicatricial, mientras que los sujetos con barrera de película exhibieron bandas de tejido cicatricial de bajo grado y la formulación óptima de STHB no mostró ninguna formación de banda de tejido cicatricial.
Experimentos posteriores probaron la biocompatibilidad a largo plazo de STHB; esto es esencial para obtener una curación posquirúrgica normal. Los resultados mostraron que los STHB no produjeron signos de reacciones inmunológicas contra ellos después de la implantación y su degradación y reabsorción en el cuerpo se completó después de un período de dos semanas.
«Al combinar las mejores características de un hidrogel optimizado barrera, hemos creado una forma efectiva de prevenir las adherencias posquirúrgicas», dijo Ali Khademhosseini, Ph.D., Director y CEO de TIBI. «Esto seguramente tendrá un gran impacto en los pacientes quirúrgicos y en la industria de la salud».
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Los mejillones marinos son un modelo para mejorar la fuerza, la elasticidad y la adhesión en hidrogeles para la cicatrización de heridas Más información: Guillermo U. Ruiz-Esparza et al, Nanoengineered Shear-Thinning Hydrogel Barrera para la Prevención de Adherencias Abdominales Postoperatorias, Nano-Micro Letters (2021). DOI: 10.1007/s40820-021-00712-5 Proporcionado por Terasaki Institute for Biomedical Innovation Cita: Prevención de adherencias posquirúrgicas mediante barreras de hidrogel (20 de octubre de 2021) consultado el 29 de agosto de 2022 en https://medicalxpress. com/news/2021-10-postsurgical-adhesions-hydrogel-barriers.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.