Nastro adesivo per guarire le incisioni chirurgiche

I ricercatori del MIT hanno sviluppato un nastro elastico e biodegradabile che potrebbe sostituire le suture e le graffette chirurgiche. Il nuovo nastro adesivo potrebbe anche essere trasformato in cerotti per la somministrazione di farmaci da posizionare direttamente sugli organi, compreso il cuore. Il nastro, che è stato testato sui topi, si rompe lentamente all'interno del corpo senza causare alcuna irritazione.

Nastro in tessuto: Un nastro molto appiccicoso che potrebbe sostituire le suture si rompe in condizioni che imitano l'interno del corpo (in alto). Il nastro, un elastomero ricoperto di pilastri su scala nanometrica e colla biocompatibile, è iridescente (in basso).

L'adesivo si ispira ai piedi dei gechi, che consentono ai rettili di camminare lungo il soffitto e su e giù per pareti lisce. Le dita dei gechi sono appiccicose perché sono ricoperte da milioni di nanopilastri flessibili, che conferiscono loro una superficie molto ampia. Il nastro del MIT, che si basa sia su pilastri su scala nanometrica che su una colla chimica, è il primo nastro di questo tipo a mostrare una buona forza adesiva e sicurezza negli animali. È stato sviluppato dal Professore dell'Istituto Robert Langer e Jeffrey Karp , un bioingegnere della divisione di scienze della salute di Harvard-MIT, in collaborazione con i ricercatori di due ospedali di Boston.

Il nastro è costituito da un elastomero biodegradabile che può essere allacciato con farmaci. Per realizzare l'adesivo, il polimero liquido viene versato in stampi di silicio microfabbricati con cavità larghe da 200 a 500 nanometri. Il polimero modellato e indurito viene quindi rivestito per rotazione con una colla destrano biocompatibile. Quando viene applicato il nastro, le forze capillari tirano il tessuto negli spazi tra i pilastri, che hanno anche alcune deboli attrazioni di carica; la colla destrano aderisce alle proteine ​​dei tessuti.

È un adesivo davvero forte, dice Metin Sitti , professore associato di ingegneria meccanica alla Carnegie Mellon University.

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• Guarda un'altra vista del nastro.

Realizzare un nastro per gechi sicuro ed efficace per uso medico è stato impegnativo, afferma Sitti. La maggior parte degli adesivi ispirati ai gechi, come quelli progettati per aiutare i robot a scalare le pareti, sono progettati per funzionare su superfici lisce e dure. Per questo tipo di applicazioni, è importante che il nastro sia riutilizzabile. Il nastro medico come quello di Karp deve attaccarsi solo una volta, ma attaccarsi forte. Ottenere un'elevata forza adesiva sui tessuti è difficile, poiché sono bagnati, morbidi, scivolosi e ruvidi, afferma Sitti.

Anche Langer e Karp sembrano aver superato un'altra trappola di fronte a questi nastri di gechi. Alcuni sembrano avere una grande forza quando vengono testati solo pochi nanopillari, ma non sono così forti quando vengono testati su scala più ampia. (Vedi No Spiderman Suit Anytime Soon.) Quando è stato testato sull'intestino di maiale e nei topi, il nastro del MIT ha retto.

Il vantaggio di un tale nastro rispetto alle suture e ai punti metallici tradizionalmente utilizzati per chiudere le ferite è che sarebbe non invasivo e facile da posizionare, afferma Karp. Suture e punti metallici perforano il tessuto e possono causare danni che portano alla necrosi. E le suture e le graffette devono essere posizionate con molta attenzione lungo un'incisione. Devi riallineare il tessuto con ogni punto, dice Karp. Il nastro potrebbe essere posizionato in un unico movimento, riducendo potenzialmente il tempo in cui i pazienti sono sul tavolo operatorio. Il nastro medico potrebbe anche aiutare i medici durante gli interventi chirurgici laparoscopici, che vengono eseguiti attraverso un piccolo ambito. È difficile fare nodi in piccoli posti, dice Karp. Potresti aprire il nastro e applicarlo attraverso l'ago [laparoscopico].

Karp afferma che un'altra applicazione del nastro potrebbe essere quella di rinforzare le suture e le graffette utilizzate quando un segmento del tratto gastrointestinale viene rimosso durante un intervento chirurgico di bypass gastrico. Ci sono bassi tassi di complicanze, ma le perdite sono catastrofiche, afferma Karp. Il nastro potrebbe rilasciare antibiotici e farmaci che promuovono la guarigione.

Il nastro del MIT potrebbe anche agire semplicemente come un cerotto, anche nei tessuti che si allungano e si contraggono, come il cuore. È elastico, quindi dovrebbe resistere alle forze meccaniche del cuore, dice Karp. Dopo un attacco di cuore, i pazienti hanno spesso regioni di tessuto danneggiato che non ricevono abbastanza ossigeno. Questo può portare a insufficienza cardiaca. L'iniezione di un fattore che attrae le cellule staminali nelle aree danneggiate del cuore incoraggia la rigenerazione dei tessuti, ma perforare il cuore in questo modo può essere pericoloso. Karp afferma che un cerotto di nastro medico potrebbe fornire questi fattori in modo altrettanto efficace e mettere il paziente a minor rischio.

Sia le proprietà meccaniche del nastro di Karp che il suo tasso di degradazione possono essere regolati per adattarsi a diversi tessuti. Karp dice che il prossimo passo della sua squadra è lavorare con i medici per identificare le applicazioni mediche che hanno più da guadagnare dall'uso del nastro, e quindi sviluppare il nastro adatto a loro.

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