«Умные» швы могут доставлять лекарства и обнаруживать воспаление

Биопроизводные «умные швы» могут помочь пациентам быстрее восстановиться после резекции кишечника или других операций. Инженеры Массачусетского технологического института разработали шовные материалы, которые могут не только удерживать ткань на месте, но также обнаруживать воспаление и доставлять лекарства.

Новые швы получают из тканей животных, подобно швам «кетгут», впервые использованным древними римлянами. В современной интерпретации команда Массачусетского технологического института покрыла швы гидрогелем, в который можно встроить датчики, лекарства или даже клетки, выделяющие терапевтические молекулы.

«Наша разработка — это шовный материал, полученный из биосреды и модифицированный гидрогелевым покрытием, способным служить резервуаром для датчиков воспаления или для лекарств, таких как моноклональные антитела. Примечательно, что покрытие также способно удерживать жизнеспособные клетки в течение длительного периода», — говорит Джованни Траверсо, старший автор исследования.

Исследователи предполагают, что эти швы могут помочь пациентам с болезнью Крона восстановиться после операции по удалению части кишечника. Исследователи говорят, что швы также могут быть адаптированы для использования для заживления ран или хирургических разрезов в других частях тела.

Кетгутовые швы, которые сделаны из нитей очищенного коллагена коров, овец или коз, образуют прочные узлы, которые естественным образом рассасываются в течение примерно 90 дней. Хотя синтетические рассасывающиеся нити также доступны, кетгут по-прежнему используется во многих видах хирургии.

Траверсо и его коллеги хотели посмотреть, смогут ли они использовать этот тип шовного материала для создания прочного и рассасывающегося материала, обладающего расширенными функциями, такими как распознавание воспаления и доставка лекарств.

Исследователи создали новые швы из ткани свиньи, которую они «децеллюляризировали» с помощью моющих средств, чтобы уменьшить вероятность возникновения воспаления в ткани хозяина. Этот процесс оставляет после себя бесклеточный материал, который исследователи называют «De-gut». Он содержит структурные белки, такие как коллаген, а также другие биомолекулы, обнаруженные во внеклеточном матриксе, окружающем клетки.

После обезвоживания ткани и скручивания ее в нити исследователи оценили ее прочность и обнаружили, что она сравнима с имеющимися в продаже кетгутовыми швами. Они также выяснили, что нити De-gut вызывают гораздо меньший иммунный ответ со стороны окружающих тканей, чем традиционный кетгут.

Затем исследователи решили улучшить шовный материал дополнительными функциями. Для этого они покрыли швы слоем гидрогеля. Гидрогель можно «нагружать» микрочастицами, способными обнаруживать воспаление, различными молекулами лекарств или живыми клетками.

Ученые также показали, что они могут использовать гидрогелевое покрытие для переноса лекарств, используемых для лечения воспалительных заболеваний кишечника, включая дексаметазон и моноклональное антитело под названием адалимумаб. Разработчики считают, что этот подход также может быть адаптирован для доставки других видов лекарств, таких как антибиотики или химиотерапевтические препараты.

Источник: https://www.eurekalert.org/

17.05.2023