blog

Jul 25, 2023

Partículas adesivas de criogel para colmatar defeitos teciduais confinados e irregulares

Military Medical Research volume 10, Artigo número: 15 (2023) Citar este artigo 2044 Acessos 1 Detalhes da Altmetric Metrics A reconstrução de tecidos danificados requer hemostasia superficial e tecidual

Pesquisa Médica Militar, volume 10, número do artigo: 15 (2023) Citar este artigo

2044 Acessos

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

A reconstrução de tecidos danificados requer hemostasia superficial e ponte tecidual. Tecidos com danos resultantes de trauma físico ou tratamentos cirúrgicos podem ter topografias de superfície arbitrárias, tornando a ponte tecidual um desafio.

Este estudo propõe um adesivo tecidual na forma de partículas adesivas de criogel (ACPs) feitas de quitosana, ácido acrílico, 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) e N-hidroxisuccinimida (NHS). O desempenho da adesão foi examinado pelo teste de descascamento de 180 graus em uma coleção de tecidos, incluindo coração, intestino, fígado, músculo e estômago suínos. A citotoxicidade dos ACPs foi avaliada pela proliferação celular de células hepáticas normais humanas (LO2) e células epiteliais intestinais humanas (Caco-2). O grau de inflamação e biodegradabilidade foram examinados em modelos de ratos subcutâneos dorsais. A capacidade dos ACPs para colmatar defeitos teciduais irregulares foi avaliada utilizando coração, fígado e rim suínos como modelos ex vivo. Além disso, foi estabelecido um modelo de reparo de ruptura hepática em ratos e anastomose intestinal em coelhos para verificar a eficácia, biocompatibilidade e aplicabilidade em cirurgia clínica.

Os ACPs são aplicáveis ​​a defeitos teciduais confinados e irregulares, como sulcos profundos em forma de espinha de peixe nos órgãos do parênquima e seções anulares nos órgãos cavernosos. Os ACPs formaram forte adesão entre os tecidos [(670,9 ± 50,1) J/m2 para o coração, (607,6 ± 30,0) J/m2 para o intestino, (473,7 ± 37,0) J/m2 para o fígado, (186,1 ± 13,3) J/m2 m2 para músculo e (579,3 ± 32,3) J/m2 para estômago]. Os ACPs mostraram estudo in vitro de citocompatibilidade considerável, com alto nível de viabilidade celular por 3 dias [(98,8 ± 1,2)% para LO2 e (98,3 ± 1,6)% para Caco-2]. Tem reparação de inflamação comparável em fígado de rato rompido (P = 0,58 em comparação com o fechamento por sutura), o mesmo com anastomose intestinal em coelhos (P = 0,40 em comparação com anastomose de sutura). Além disso, a anastomose intestinal baseada em ACPs (menos de 30 s) foi notavelmente mais rápida que o processo de sutura convencional (mais de 10 min). Quando os ACP se degradam após a cirurgia, os tecidos cicatrizam através da interface de adesão.

Os ACP são promissores como adesivos para operações clínicas e resgate em campo de batalha, com a capacidade de colmatar rapidamente defeitos teciduais irregulares.

Na prática terapêutica, os cirurgiões costumam realizar suturas convencionais para reconstruir os tecidos lesionados, que são destruídos automaticamente em fragmentos com defeitos confinados e irregulares. Por exemplo, traumas violentos podem fraturar membros e órgãos, resultando em feridas com sulcos profundos e estreitos [1,2,3,4]. Os vasos sanguíneos e o trato intestinal podem ser cortados durante a cirurgia, resultando em seções transversais anulares irregulares [5,6,7,8]. A reconstrução dos tecidos requer hemostasia superficial e ligação de tecidos separados. No entanto, unir tecidos confinados com superfícies irregulares é um desafio. A sutura tem sido o método mais prevalente para colmatar tecidos, mas o procedimento pode ser extremamente demorado para tecidos de formato irregular [9] e tem uma alta taxa de vazamento nas interfaces ou através dos orifícios [10, 11].

Os adesivos são uma forma promissora de unir tecidos [12]. Vários adesivos teciduais, incluindo cianoacrilato, fibrina, colas de polietilenoglicol, nanopartículas, adesivos bioinspirados e hidrogéis têm sido utilizados. No entanto, várias desvantagens foram destacadas, como falta de biocompatibilidade (por exemplo, cianoacrilato [13,14,15]) e fraca adesão aos tecidos (por exemplo, fibrina [16,17,18], polietilenoglicol [19, 20], nanopartículas [21] e adesivos bioinspirados [22]). Em contraste, os hidrogéis adesivos têm excelente biocompatibilidade e exibem adesão robusta aos tecidos, liberação controlada de medicamentos e capacidade de tratamento de feridas [23,24,25,26]. No entanto, os hidrogéis pré-fabricados têm aplicabilidade limitada para defeitos teciduais confinados e irregulares [27, 28]. Embora as fitas de hidrogel sejam capazes de aderir às superfícies dos tecidos com aderências ultrafortes e tolerantes a falhas [29], o vazamento capilar interno não pode ser evitado, pois as fitas são aplicadas fora dos defeitos. Para o caso de precursores de hidrogel aplicados diretamente em defeitos teciduais arbitrários, os hidrogéis resultantes são sempre fracos e o processo de gelificação pode exigir estímulos externos (por exemplo, exposição ultravioleta [30], aquecimento [31, 32] e mudança de pH [27] ), que não são aplicáveis ​​nas interfaces tecido-tecido. Embora pastas e adesivos teciduais à base de partículas secas possuam vantagens na aplicação em defeitos teciduais confinados e irregulares [33,34,35,36,37,38], os agentes não degradáveis ​​juntamente com esses hidrogéis seriam retidos nos tecidos como obstáculos à troca de material e cicatrização de tecidos através das interfaces. Um relatório recente mostrou um coacervado capaz de se encaixar em locais alvo irregulares [39], mas demorou muito tempo (aproximadamente 10 minutos) para se converter em hidrogel e a falta de biodegradabilidade limita sua aplicação entre a superfície do tecido. Em geral, um adesivo tecidual ideal deve atender a três requisitos: 1) os adesivos devem ser capazes de aderir às interfaces de defeitos teciduais confinados e irregulares [6, 7]; 2) a adesão interfacial deve se formar rapidamente e ser forte o suficiente para suportar cargas mecânicas impostas [40]; 3) os adesivos reservados devem ser biocompatíveis e biodegradáveis ​​para não impedir a troca de materiais e a cicatrização dos tecidos [12].