211service.com
Kirurgiskt lim för att laga trasiga hjärtan
Många spädbarn som föds med hjärtfel måste genomgå upprepade operationer när de växer. Att ersätta de suturer och häftklamrar som används vid kirurgi idag med snabbverkande, biologiskt nedbrytbara lim kan hjälpa till att göra dessa hjärtingrepp snabbare och säkrare. Forskare vid Brigham and Women's Hospital i Boston har utvecklat ett kirurgiskt lim med lovande egenskaper: det löser sig inte i blod, och det är tillräckligt gummiaktigt för att hålla en tätning inuti ett bankande hjärta.
Hjärtadhesivet har testats på möss och grisar och utvecklas som en kommersiell produkt av fransk startup Gecko Biomedicinsk . Det Paris-baserade företaget, grundat av biomaterialforskare i Boston-området, har 11 miljoner dollar i serie-A-finansiering, och företaget planerar att ta med det kirurgiska limmet till patienter i Europa om ett till två år. Hjärtadhesivet beskrivs i en artikel som publiceras idag i tidskriften Vetenskap translationell medicin .
Suturer och häftklamrar har stora nackdelar, säger Jeffrey Karp , en biomaterialforskare vid Brigham and Women's och en av Gecko Biomedicals grundare. Häftklamrar, som fungerar genom att genomborra vävnad, kan orsaka skada, och att sätta i suturer är tidskrävande. Att ersätta dessa verktyg med gummiliknande, snabbverkande lim kan hjälpa till att göra operationer snabbare och mindre invasiva och potentiellt förhindra komplikationer.
Hjärtadhesivprojektet startade när Karp kontaktades av Boston Children's Hospitals hjärtkirurg Pedro del Nido , som bad honom att utveckla nya material för att reparera medfödda hjärtfel. Del Nido hade en lista med stränga kriterier: materialet måste inte bara vara mycket klibbigt, utan biologiskt nedbrytbart, kunna arbeta i närvaro av blod, vilket kan störa verkan av vissa lim, och elastiskt nog att röra sig med hjärtat.
Det här är inget lätt problem, säger Philip Messersmith , en professor vid Northwestern som inte är knuten till företaget eller Karps forskning. De flesta lim som fungerar bra under torra förhållanden är mycket mindre effektiva i närvaro av vatten, säger han. Det finns medicinska superlim, men eftersom de innehåller gifter används de huvudsakligen bara på huden.
2005 utvecklade Karp ett stretchigt klibbigt gummi gjord av två biomolekyler, glycerol och sebacinsyra. Detta material kan appliceras i flytande form och sedan stelna efter några sekunders exponering för UV-ljus. I flytande tillstånd är den trögflytande och hydrofob, så den tvättas inte bort. Karp hade tidigare använt detta material för att göra gecko-inspirerad tejp, därav företagets namn (2008 utnämndes han till en av MIT Technology Review s 35 innovatörer under 35 år för detta arbete). Karp har nu justerat polymerens kemi för att ytterligare maximera dess undervattensvidhäftning. Han kallar det nya limet HLAA, för hydrofobt ljusaktiverat lim.
Karp arbetade med del Nido för att testa limmet på djur. HLAA appliceras som en flytande goo, sedan, efter cirka fem sekunders exponering för UV-ljus, hårdnar den till ett elastiskt gummi. Del Nidos grupp använde HLAA för att skapa en vattentät tätning som reparerar hjärtväggsdefekter hos möss och för att fästa plåster – som används som ett surrogat för medicinsk utrustning som kan fästas på hjärtat – på grisars hjärtan. När grisarna fick adrenalin för att öka pulsen satt plåstret kvar. Forskarna brukade också limma för att reparera artärer.
Till skillnad från lim som fungerar genom en kemisk reaktion, fungerar HLAA genom en fysisk mekanism. Mikroskopistudier visar att polymeren blir fysiskt intrasslad med kollagen och andra proteiner på vävnadens yta.
Erik Beckman , en kemiingenjör vid University of Pittsburgh, säger att andra företag har provat UV-ljushärdning tidigare, men de hade problem. Dessa material tenderade att svälla upp med vatten och tappa styrka och blev som Jell-O. Beckman säger att Karps material är väldesignat och inte har detta problem.
Beckmans företag, Cohera Medical of Pittsburgh, har en produkt på marknaden i Europa utformad för att täta stora delar av vävnaden efter mastektomier och bukplastik, vilket eliminerar behovet av att implantera smärtsamma dräneringar. Coheras lim, som är i slutskedet av den amerikanska livsmedels- och läkemedelsmyndighetens godkännandeprocess, härdar när det utsätts för vatten.
Det kommer inte att finnas ett kirurgiskt lim som passar alla, säger Beckman. När du går till järnaffären hittar du superlim, trälim, tätningsmedel avsedda för rör och många olika sorters lim. Beckman förväntar sig att när företag kommer igenom den dyra processen för godkännande av medicintekniska produkter kommer alternativen för kirurger att vara lika varierande. I avvaktan på godkännande av European Medical Association hoppas företaget kunna påbörja kliniska tester snart.