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Wasserfester Kleber versiegelt Löcher in schlagenden Herzen
Wenn du das nächste Mal eine Kugel erwischst, die sich durch deine Preissalate schlängelt, denke darüber nach: diese schleimige Spur könnte der Schlüssel zur lebensrettenden Technologie zur Heilung von geschädigtem Gewebe sein, zum Beispiel beim Schlagen von Herzen.
Inspiriert von Kreaturen, die klebrige Substanzen mit einzigartigen wasserabweisenden, adhäsiven Eigenschaften absondern, haben Forscher in den USA eine Art von Klebstoff entwickelt, von dem sie hoffen, dass er eines Tages die Nähte und Klammern ersetzt und die Herzen nach einer invasiven Operation sicher versiegelt.
Das Team vom Boston Children's Hospital, dem Brigham and Women's Hospital (BWH) und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) schreibt in einer aktuellen Ausgabe von Wissenschaft Translationale Medizin.
Eine Gruppe, die stark von einer solchen Lösung profitieren könnte, sind Kinder, die mit einem Herzfehler, wie einem Loch im Herzen, geboren werden. Derzeit müssen sie sich hoch invasiven Verfahren unterziehen, die dadurch erschwert werden, dass es nicht einfach ist, Geräte sicher im Herzen zu sichern.
Nähte brauchen zu lange, um sie zu nähen, und können das empfindliche Herzgewebe übermäßig beanspruchen. Außerdem sind die derzeit verfügbaren klinischen Klebstoffe entweder zu toxisch oder weisen im Blut oder in der dynamischen Umgebung eines schlagenden Herzens nicht genug Haftvermögen auf.
Jeffrey Karp, der leitende Autor der Studie, der Abteilung für Biomedizinische Technik in der Medizinischen Abteilung der BWH, sagt:
"In den USA werden jährlich etwa 40.000 Babys mit angeborenen Herzfehlern geboren, und diejenigen, die eine Behandlung benötigen, werden mit mehreren Operationen geplagt, um nicht abbaubare Implantate zu liefern oder zu ersetzen, die nicht mit jungen Patienten wachsen."
Klebstoff hält biologisch abbaubare Pflaster sicher im schlagenden Herzen
In der vorklinischen Studie haben Dr. Karp und Kollegen den neuen Leim an Schweineherzen getestet.
Der bioinspirierte Klebstoff kann schnell biologisch abbaubare Pflaster in einem schlagenden Herzen anhaften. Die Patches können genau dort platziert werden, wo kongenitale Löcher im Herzen auftreten, beispielsweise bei ventrikulären Herzfehlern.
Forscher haben eine Art von Klebstoff geschaffen, der von Kreaturen inspiriert wurde, die klebrige wasserabstoßende Substanzen wie etwa Nacktschnecken absondern, von denen sie hofften, dass sie verwendet werden könnten, um beschädigtes Gewebe zu versiegeln.
Die Forscher entwickelten das Material auf der Grundlage ähnlicher Eigenschaften, wie sie von Lebewesen in der Natur abgegeben werden - viskos und wasserabweisend, so dass sie unter nassen und dynamischen Bedingungen an Oberflächen haften können.
Wenn sie den Klebstoff verwendeten, der innerhalb von Sekunden mit Hilfe von UV-Licht aktiviert wird, mit Patches, die biologisch abbaubar, elastisch und biokompatibel sind, fanden sie, dass sie auch unter erhöhten Herz- und Blutdruckwerten sicher in Schweineherzen haften.
Im Gegensatz zu derzeitigen chirurgischen Klebstoffen hat der neue Klebstoff eine starke Haftkraft, die auch bei Anwesenheit von Blut und sogar in aktiven Umgebungen bestehen bleibt und stark genug ist, um Gewebe und Pflaster auf dem Herzgewebe zu halten, was dem Nähen entspricht.
Und mit dem zusätzlichen Vorteil, biologisch abbaubar und biokompatibel zu sein, bleibt nichts Fremdes oder Giftiges im Körper des Patienten.
Glue sollte Chirurgen eine neue, einfachere Technologie für die Geweberekonstruktion bieten
Co-Senior Autor Dr. Pedro del Nido, Chef der Herzchirurgie, Boston Children's Hospital, sagt:
"Diese Klebeplattform spricht alle Nachteile früherer Systeme an, da sie in Anwesenheit von Blut und sich bewegenden Strukturen funktioniert.
Es sollte dem Arzt eine völlig neue, viel einfachere Technologie und ein neues Paradigma für die Geweberekonstruktion bieten, um die Lebensqualität der Patienten nach operativen Eingriffen zu verbessern. "
Die Klebstofftechnologie wurde an Gecko Biomedical, ein Start-up-Unternehmen mit Sitz in Paris, lizenziert. Sie erwarten, dass es innerhalb von 2-3 Jahren auf den Markt kommt.
Mittel aus dem Boston Children's Hospital und den National Institutes of Health halfen, die Studie zu finanzieren.
Im Jahr 2013 verlieh das Institute of Chemical Engineers dem Brigham and Women's Hospital den Preis "Innovatives Produkt des Jahres" für die Entwicklung eines Mikronadelpflasters, der Wunden versiegelt, weil es bei Kontakt mit feuchtem Gewebe anschwillt und eine mechanische Sperre erzeugt, die Gewebeschäden minimiert.
Das Mikronadel-Pflaster wurde von einem Darm-anhaftenden Wurm mit einem schwellenden Saugrüssel inspiriert. Der Wurm, genannt Pomphorhynchus laevis, ist in Süßwasserkrebse gefunden.
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