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Dec 08, 2023

Neue „intelligente Nähte“ können Medikamente verabreichen und Entzündungen erkennen

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In einer großen medizinischen Innovation haben MIT-Forscher „intelligente“ Nähte entwickelt, die mehrere Aufgaben erfüllen können, darunter das Fixieren des Gewebes, die Erkennung von Entzündungen und die Abgabe von Medikamenten.

Die Catgut-Naht, die erstmals vor Tausenden von Jahren von den alten Römern verwendet wurde, inspirierte die Entwicklung dieses neuen chirurgischen Nahtmaterials.

Catgut ist eine natürliche Faser, die aus tierischem Gewebe gewonnen wird und sich innerhalb von 90 Tagen auf natürliche Weise auflöst. Das neue Nahtmaterial tritt in ähnliche Fußstapfen, jedoch mit einigen modernen medizinischen Wendungen.

Catgut-Nähte werden, wie der Name vermuten lässt, nicht von Katzen, sondern aus dem Gewebe von Kühen, Schafen oder Ziegen hergestellt. Diese tierischen Nähte bilden starke Knoten, die sich nach einer gewissen Zeit auf natürliche Weise auflösen.

Ziel dieser Idee war die Entwicklung eines starken und resorbierbaren Nahtmaterials mit zusätzlichen Funktionen wie Wahrnehmung und Arzneimittelabgabe.

Das neue Nahtmaterial wurde aus Schweinegewebe hergestellt. Das Gewebe sei „dezellularisiert“ worden, heißt es in der Studie. Hierbei handelt es sich um einen Prozess, bei dem Zellmaterial mithilfe verschiedener Komponenten wie Detergenzien entfernt wird. Dieses langwierige Verfahren führt zu einem zellfreien Material, das als „De-gut“ bekannt ist.

Nachdem das Material gewonnen worden war, wurde dieser neue Nahtprototyp mit Hydrogelen in Kombination mit Sensoren, Medikamenten oder sogar Zellen beschichtet, um therapeutische Moleküle an die Operationsstelle zu transportieren.

Zur Herstellung der Sensoren wurden mit Peptiden beschichtete Mikropartikel verwendet. Diese Mikropartikel können entzündungsbedingte Enzyme im Gewebe erkennen.

„Was wir haben, ist ein Nahtmaterial, das biologisch gewonnen und mit einer Hydrogelbeschichtung modifiziert ist, die als Reservoir für Entzündungssensoren oder für Medikamente wie monoklonale Antikörper zur Behandlung von Entzündungen dienen kann. Bemerkenswert ist, dass die Beschichtung auch die Fähigkeit hat, Zellen zurückzuhalten.“ über einen längeren Zeitraum lebensfähig", sagte Giovanni Traverso, außerordentlicher Professor für Maschinenbau am MIT, Gastroenterologe am Brigham and Women's Hospital und leitender Autor der Studie, in einer offiziellen Erklärung.

Diese neue Nahtanwendung könnte besonders für Patienten mit Morbus Crohn von Vorteil sein, denen während einer Operation ein Teil ihres Darms entfernt wurde.

Die beiden Darmenden, die nach der Entfernung eines Abschnitts zurückbleiben, müssen bei dieser Behandlung wieder dicht verschlossen werden. Mit dieser Naht wird das Ziel erreicht, das Gewebe festzuhalten und gleichzeitig Entzündungen zu erkennen, um die Heilung des wieder verschlossenen Darms zu überwachen.

Darüber hinaus könnten intelligente Nähte auch bei anderen chirurgischen Schnitten und Wunden angebracht werden.

Das Team testet nun weitere Einsatzmöglichkeiten dieses modernen Nahtmaterials. Gleichzeitig werden sie daran arbeiten, den Herstellungsprozess für diese neuen Nahtmaterialien zu verbessern.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Matter veröffentlicht.