Forscher an der Stanford-Universität haben gefunden, dass Spritzen ein gel auf das innere Gewebe der Tiere nach der Herz-Operation stark reduziert Adhäsionen, faserigen bands, die form zwischen den inneren Organen und Geweben. Adhäsionen können schwerwiegende, auch tödliche Komplikationen.
Das gel, entwickelt an der Stanford liefern Medikamente, war weitaus effektiver als die Adhäsion Prävention Materialien, die derzeit auf dem Markt, sagte der Forscher. Es schien sicher zu sein in der Tier-Studie.
„Der Unterschied zwischen dem, was wir sahen, nach der Verwendung des Gels und dem, was wir normalerweise sehen, nach der Operation war drastischer,“ sagte Joseph Woo, MD, professor und Stuhl der Herz-Thorax-Chirurgie und der Norman E. Shumway Professor.
Ein Papier beschreibt die Forschung, veröffentlicht 7. August in der Natur der Biomedizinischen Technik. Woo und Eric Appel, PhD, assistant professor of materials science and engineering, sind die senior-Autoren. Lyndsay Stapleton, ein Doktorand in der Biotechnik, ist der führende Autor.
Verwachsungen bilden, nachdem 95% der Operationen. Einige sind harmlos, aber nach Bauchoperationen, Sie können drehen oder komprimieren der Darm, verursacht lebensbedrohlichen Verstopfungen. Gynäkologische Chirurgie kann auch dazu führen, zu Verwachsungen, die Unfruchtbarkeit verursachen. In kardialen re-Operationen, die gemeinsam für diejenigen, geboren mit Herzfehler, Adhäsionen erhöhen das Risiko von Komplikationen.
Bisherige Methoden, viele Ausfälle
Methoden, um Verklebungen und Verwachsungen vorzubeugen-einschließlich tierischer Membranen, Blätter von Gummi-und Mineralöl-haben seit mehr als 100 Jahren, haben Sie aber zumeist nicht. Aktuelle adhäsionsbarrieren genehmigt von der Food and Drug Administration nur selten genutzt werden; Sie sind schwer zu implementieren und sind für unwirksam erklärt.
Die Stanford-Forscher hatte lange nachgedacht, eine Lösung für die Adhäsion problem. Aber eines Tages, als Stapleton die Arbeit mit Labor-Ratten, die Entwicklung einer injizierbaren Therapie zu verringern Gewebeschäden nach einem Herzinfarkt, Appel schlug vor, Sie versuchen, sprühen Sie ein polymer-Nanopartikel-hydrogel auf den Herzen und dem umliegenden Gewebe nach der Operation, um zu sehen, wenn es reduziert die Bildung von Adhäsionen. Wochen später, als Sie auf betrieben, die Tiere wieder, Sie sah, dass keine Adhäsionen gebildet hatte.
„Es war ziemlich Auffällig“, sagte Sie. „Ich dachte, ‚Oh wow, wir könnten auf etwas hier.'“
Die Forscher beschlossen, die Durchführung einer Studie. Zuerst formulierten Sie vier zusätzliche Gele mit einer Reihe von Eigenschaften. Dann, nach Induktion der Herzinfarkte bei Ratten, Sie nach dem Zufallsprinzip teilten die Tiere in acht Behandlungsgruppen: fünf erhielten jeweils ein anderes gel, zwei erhielt, die kommerziell verfügbar, adhäsionsbarrieren und eine, die keine Behandlung.
Vier Wochen später, die Ratten, die empfangen hatte, keine Behandlung oder eine der beiden kommerziellen adhäsionsbarrieren gebildet hatte Dichte Adhäsionen: Ihre Herzen waren verbunden, Ihre Brust Wänden. Die Ratten wurden behandelt, mit zwei der fünf Gele gebildet hatte, moderate Dichte Adhäsionen. Die Ratten behandelt mit den anderen drei Gele erging es viel besser, mit sehr wenigen Adhäsionen. PNP 1:10, das gel Stapleton zunächst versucht, vollständig verhindert Anhaftungen.
Dann testeten die Forscher PNP 1:10 bei Schafen, deren Herzen sind in Größe und Form ähnlich zum menschlichen Herzen; Sie fanden ähnliche Ergebnisse.
Wie mayonnaise
PNP-1:10 war steif genug, um einen stick, aber nicht so steif, es losgelöst von den Organen, so Appel. „Es war eine Art Goldlöckchen sweet spot.“ Er verglich PNP-1:10-mayonnaise: dick, aber gut streichbar. Diese Eigenschaft erlaubt es, gesprüht werden auf eine Orgel, aber dann sofort die reform Ihrer ursprünglichen Stärke.
Das gel hat auch die ideale Spannung zwischen Klebrigkeit und Glätte: „Es umfasst alles, was durch die unregelmäßigen Oberflächen des Herzens, die Einhaltung der Gewebe, aber nicht zu sich selbst,“ Woo sagte.
Und es ist flexibel, so dass das Herz zu schlagen: „Das gel nicht verhindern, dass Gewebe aus bewegen,“ sagte Appel. „Es stellt einfach eine physische Barriere, um Sie aneinander kleben.“
PNP-1:10 auflöst und absorbiert wird, indem der Körper etwa zwei Wochen nach der Anwendung ist — genug Zeit zur Heilung zu kommen, so Appel. PNP 1:10 ist nicht zugelassen für den Gebrauch bei Patienten, aber es ist aus Komponenten, die von der Food and Drug Administration zugelassen. Als Teil der Studie testeten die Forscher die Ratten zu sehen, wenn Sie zeigte eine Reaktion auf das gel; Sie sahen keine Auffälligkeiten in das umliegende Gewebe oder in das Blut.
Die Forscher nächsten plan, um zu versuchen, PNP 1:10 in der Bauchchirurgie in Ratten. Sie hoffen, dass Sie zur Durchführung menschliche Studien bald.
Woo und Appel sind Mitglieder der Stanford Bio-X. Woo ist stellvertretender Direktor des Stanford Cardiovascular Institute, und Appel ist ein faculty fellow an der ChEM-H Institut.
Andere Stanford-Studie co-Autoren sind Doktoranden Amanda Steele, Anthony Yu und Gillie Agmon; Herz-Thorax-Chirurgie Bewohner Hanjay Wang, MD, und Michael Paulsen, MD; Postdoc-Wissenschaftler Hector Lopez Hernandez, PhD, und Yuko Tada, PhD; visiting scholar Anton Smith, PhD; wissenschaftliche Hilfskräfte Akshara Thakore, Haley Lucian, Anahita Eskandari, Justin Farry und Kevin Jaatinen; Bachelor-student Kailey Totherow; klinische Tierarzt Sam Baker, DVM; ehemalige wissenschaftliche Mitarbeiterin Camille Hironaka; Studierende, die Kiah Williams; perfusionists Hunter Bergamasco, Clifton Marschel und Blaine Chadwick; und Michael Ma, MD, assistant professor für Herz-Thorax-Chirurgie.
Die Arbeit wurde finanziert von der Stanford Bio-X-Interdisziplinäre Initiativen Seed Grants-Programm, das Stanford-Coulter Translational Research Grants Program, die National Institutes of Health (grant R01HL089315-01), der American Heart Association, der National Science Foundation finanzierten California Alliance, ein Stanford Interdisziplinären Graduate Fellowship und der American Association for Thoracic Surgery Sommer.