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Mar 25, 2023

Intelligente Nähte spüren Entzündungen, geben Medikamente und Zellen ab

30. Mai 2023 Conn Hastings GI, Materialien, Medizin,

30. Mai 2023 Conn Hastings GI, Materialien, Medizin, Chirurgie

Forscher am MIT haben intelligente Nahtmaterialien mit einer Hydrogelbeschichtung entwickelt, die Komponenten zur Wahrnehmung und Arzneimittelabgabe enthalten und sogar zur Implantation therapeutischer Zellen verwendet werden könnten. Die Nähte werden aus Schweinegewebe hergestellt, das mit Reinigungsmitteln dezellularisiert wurde, um die Möglichkeit einer Immunreaktion zu verringern. Die umgebende Hydrogelschicht enthält Mikropartikel, die Peptide freisetzen können, wenn an Entzündungen beteiligte Enzyme vorhanden sind, sowie andere Mikropartikel, die eine kontrollierte Freisetzung von Arzneimitteln ermöglichen. Eine weitere potenzielle Ladung sind therapeutische Stammzellen, die bei der Gewebereparatur helfen können. Bisher haben die Forscher die Nähte für den Einsatz bei Darmreparaturoperationen entwickelt, sind jedoch an einer Ausweitung ihrer Verwendung interessiert.

Als Grundnahrungsmittel bei den meisten chirurgischen Eingriffen hat uns die einfache Naht seit Tausenden von Jahren gute Dienste geleistet. Die alten Römer verwendeten sogenanntes „Catgut“-Nahtmaterial, das aus tierischem Gewebe gewonnen wurde. Als Material, das an der Stelle eines Einschnitts oder einer anderen chirurgischen Reparatur vorhanden ist, können Nähte jedoch eine nützliche Plattform darstellen, um dem Körper bei der Heilung oder anderweitigen Bekämpfung von Krankheiten zu helfen, und es könnte an der Zeit sein, von einfachen Nähten abzuweichen als rein mechanischer Eingriff.

In letzter Zeit scheint es, dass Nähte tatsächlich intelligenter werden. Erst letzten Februar berichtete Medgadget über Nähte, die Bakterien abtöten und in CT-Scans sichtbar sein könnten und die von einem Team der RMIT University in Australien entwickelt wurden. Auch diese neuesten, am MIT entwickelten Nähte haben ein paar tolle Tricks parat: Entzündungserkennung und Eigenschaften zur Medikamenten-/Zellabgabe, sie gehen aber auch auf die antiken Ursprünge der Nähte zurück, mit einem vom Schwein gewonnenen Katdarm-Basismaterial Gewebe (bei der Herstellung dieses Artikels kamen keine Katzen zu Schaden).

„Dezellularisierte Gewebe werden aufgrund ihrer hervorragenden Biofunktionalität in großem Umfang in der regenerativen Medizin eingesetzt“, sagte Jung Seung Lee, ein an der Studie beteiligter Forscher. „Wir schlagen nun eine neuartige Plattform für die Wahrnehmung und Abgabe unter Verwendung von dezellularisiertem Gewebe vor, die neue Anwendungen von aus Gewebe gewonnenen Materialien eröffnen wird.“

Bisher ist die Zielanwendung für die Nähte die Darmchirurgie, bei der zwei Enden des Darms miteinander verbunden werden, eine potenziell riskante Situation, bei der Undichtigkeiten zu schwerwiegenden Komplikationen für den Patienten führen können. In diesem Zusammenhang wäre eine Naht nützlich, die lokale Entzündungen erkennen und darauf reagieren kann. Um diese fortschrittlichen Funktionen bereitzustellen, überzogen die Forscher ihre Nähte mit einer Hydrogelschicht, die dazu beitragen kann, Mikropartikel und Zellen auf der Oberfläche der Naht zurückzuhalten.

Bisher haben sie mit der Einbeziehung von Mikropartikeln experimentiert, die Medikamente wie das Steroid Dexamethason und einen monoklonalen Antikörper freisetzen können, die beide zur Behandlung entzündlicher Darmerkrankungen eingesetzt werden. Ein weiteres Mikropartikel enthält chemische Linker, die von Entzündungsproteinen gespalten werden und so eine therapeutische Ladung freisetzen, die zur Linderung von Entzündungen beiträgt. Schließlich haben die Forscher gezeigt, dass die Nähte lebende Stammzellen unterstützen können, was die Flexibilität dieses Ansatzes unterstreicht, therapeutische Modalitäten direkt dort bereitzustellen, wo sie benötigt werden.

Studie in der Zeitschrift Matter: Eine multifunktionale Nahtplattform für dezellularisierten Darm

Rückblenden: Neuartige „intelligente“ 3D-Nähte zur drahtlosen Erfassung biologischer Daten; Antibakterielle intelligente Nähte in CT-Scans sichtbar;

Via: MIT

Conn Hastings

Conn Hastings erhielt einen Doktortitel vom Royal College of Surgeons in Irland für seine Arbeit im Bereich der Arzneimittelverabreichung. Dabei untersuchte er das Potenzial injizierbarer Hydrogele zur Abgabe von Zellen, Arzneimitteln und Nanopartikeln bei der Behandlung von Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Nach seiner Promotion und dem Abschluss eines Jahres als Postdoktorand verfolgte Conn eine Karriere im wissenschaftlichen Verlagswesen, bevor er hauptberuflich Wissenschaftsjournalist und -redakteur wurde und seine Erfahrungen in den biomedizinischen Wissenschaften mit seiner Leidenschaft für schriftliche Kommunikation kombinierte.