Tingimento imunofluorescente para macrófagos (CD68, verde) e grãos (DAPI, azul) na interface hidrogel-tecido sete dias após cortes arteriais em ratos. Crédito: Dr. Mahsa Ghovvati
A Universidade da Califórnia, Los Angeles e a Universidade da Califórnia, o pesquisador de San Diego desenvolveram um selante injetável para hemostas e adesão tecidual rápida em órgãos elásticos e macios.
Formulada com tropoelastina recombinante humana modificada por metacrilil (metro) e nanoplato de silicato de laponit (SNS) mostrou as melhorias significativas de hidrogeln construídas na força adesiva dos tecidos e na eficiência hemostática em modelos pré-clínicos envolvendo danos pulmonares e arteriais.
Danos a tecidos moles, como pulmões, vasos cardíacos e sanguíneos, complica o fechamento cirúrgico devido ao seu movimento constante e elasticidade. Suturas, fios e grampos são mecanicamente fixos, arrisca a perda de sangue quando aplicada a tecidos que se expandem e interferem em cada respiração ou batimento cardíaco. Agentes hemostáticos existentes, incluindo selantes baseados em fibrina, visam prevenir o fluxo sanguíneo, mas podem desencadear respostas intensivas em coagulação em pacientes com distúrbios de coagulação.
Produtos como cianoacrilatos oferecem forte adesão, mas ainda introduzem rigidez excessiva que pode interferir no movimento natural do tecido e causar efeitos citotóxicos. Os hidrogéis de polímeros naturais são biocompatíveis, mas geralmente não possuem a resistência e a adesão mecânicas necessárias para selar superfícies úmidas ou muito elásticas. Propriedades e Fokals baseados em poli (etileno glicol) mostram elasticidade limitada e requerem tempos de aplicação estendidos, o que reduz sua eficácia em ambientes dinâmicos de tecido.
Selantes de tecidos moles que integram hemostasia, flexibilidade e adesão permanecem limitados. O metrô mostrou propriedades anteriores de biocompatibilidade e mecânica semelhantes às dos tecidos elásticos nativos.
Modificações anteriores com óxido de grafeno aumentaram a tenacidade, enquanto a gelatina modificada por metacryloil melhorou o reparo do nervo. No entanto, as capacidades hemostáticas permaneceram uma lacuna. O SNS tem o potencial de melhorar a resposta da coagulação, mantendo a integridade mecânica da vedação.
No estudo, “Fechamento rápido e hemostas com tecidos moles quebrados usando um selante baseado em tropoelastina humano modificado em modelos pré-clínicos”, publicado em medicina translacional científica, pesquisadores realizaram testes pré-clínicos de um hidrogel construído que combina metrô e laponita.
Os testes pré -clínicos envolveram modelos de lesões arteriais em danos por ratos e pulmões em pessoas de porco para avaliar o desempenho de vedação em órgãos elásticos e macios. Os pesquisadores mediram a força de adesão, o tempo de coagulação e a resposta do tecido para avaliar a eficiência da formulação de metrô/SN em condições fisiológicas dinâmicas.
Soluções pré-polímero de concentrações de metrô e variável de SNs foram produzidas e limitadas com o uso de luz visível. Pessoas RET e PIG foram submetidas a procedimentos de lesão para avaliar a eficiência do selo.
Os testes envolveram medições de força de adesão ex vivo em Grishud, pulmão e tecidos cardíacos, com a impressão de explosão avaliada em folha de colágeno perfurada. O desempenho hemostático foi avaliado por análise do tempo de coagulação usando sangue humano fresco tratado com hidrogel metropolitano/SN e agentes hemostáticos comerciais.
Coloração imunofluorescente para macrófagos (CD68, verde) e grãos (DAPI, azul) na interface hidrogel-tecido sete dias após selar cortes pulmonares em ratos. Crédito: Dr. Mahsa Ghovvati
As avaliações de compatibilidade biológica incluíram coloração de vida/morte e análise histológica do tecido ao redor dos implantes de metrô/sn -hidrogel. Testes adicionais incluíram análise de potencial zeta para avaliar as interações eletrostáticas e a espectroscopia de ressonância magnética do núcleo para confirmar a composição cruzada e química da matriz de hidrogel.
O hidrogel Metro/Sn exibiu maior resistência à adesão e pressão explosiva em comparação com os selantes metropolitórios e comerciais. No tecido de porco, o Metro/Sn atingiu uma força de adesão de 23 kPa em comparação com 12 kPa para o metrô. BURST -Press de hidrogels metro/sn contendo 1% de SN atingiu 3,6 kPa, que excedeu o MetroCa 2,8 kPa.
No por exemplo, os testes de pressão de deficiência de coração de coração toleraram a pressão metropolitana/SN de 47 kPa em comparação com 41 kPa para o metrô, o que indica uma integridade estrutural melhorada. Os testes de folha de colágeno também mostraram força mecânica superior em amostras tratadas com metrô/SN.
Os testes hemostáticos mostraram tempo de coagulação reduzido em amostras tratadas com metrô/SN em comparação com controles não tratados. O sangue foi tratado com hidrogé 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, o que indica danos mínimos celulares, apesar da resposta mais rápida da coagulação.
No modelo de amputação para ratos, o hidrogato Metro/Sn diminuiu a perda de sangue em cerca de 91% em comparação com o metrô e 99% em comparação com os controles não tratados.
A análise histológica não revelou uma resposta inflamatória significativa sobre implantes de metrô/SN após sete e 28 dias no tecido subcutâneo do rato. Não foi observada fibrose ou filtração de linfócitos, o que indica biocompatibilidade da formulação de hidrogel.
No modelo de lesão pulmonar do porco, o hidrogel Metro/Sn manteve a integridade de vedação e impediu a perda de sangue por 14 dias sob pressão fisiológica. Não foi observado dano de liberação ou tecido significativo durante o teste de pressão, o que confirmou a estabilidade da cola do hidrogel em ambientes de tecido dinâmico.
Os pesquisadores concluem que o hidrogel Metro/SN fornece selo e hemostas eficazes em tecidos elásticos e macios, mantendo a biocompatibilidade em modelos pré -clínicos. A força de adesão aprimorada e a pressão explosiva nos tecidos pulmonares e arteriais indicam o potencial de aplicação clínica a danos traumáticos, onde os selantes convencionais não seguem em condições dinâmicas.
A integração do SNS reduziu o tempo de coagulação sem induzir respostas inflamatórias, o que apoiou o potencial do hidrogel de intervenção rápida em feridas hemorrágicas. A análise de biocompatibilidade mostrou resposta imune mínima e danos nos tecidos após o implante, o que indica um perfil de baixo riscos para a tradução clínica.
Mais informações:
Mahsa Ghovvati et al., Fechamento rápido e hemostas com tecidos moles quebrados usando um selante baseado em tropolastina humana modificada em modelos pré -clínicos, Science Translational Medicine (2025). Doi: 10.1126/scitranslmed.adr6458
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Citar: Melhor que as costuras: os pesquisadores desenvolvem patch biocompatível para danos aos órgãos suaves (2025, 17 de maio), em 17 de maio de 2025 de https://medicalxpress.com/news/2025-05-biocompatible-patch-njuries.html
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