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– Cientistas de materiais da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura – NTU Cingapura, inventaram um novo tipo de cola cirúrgica que pode ajudar a unir os vasos sangüíneos e fechar feridas mais rapidamente e também pode servir como uma plataforma para fornecer medicamentos para alívio da dor.
Courtesy by NTU: Em um artigo publicado na Elsevier’s Biomaterials em julho, juntamente com médicos do Singapore General Hospital (SGH) , os pesquisadores da NTU mostraram que sua cola pode unir tecidos moles, incluindo músculos e vasos sanguíneos, mesmo quando suas superfícies estão molhadas.
Chamado de CaproGlu , ele é ativado por uma baixa dose de luz ultravioleta (UV) que o cura em segundos, transformando-o de uma cola líquida em uma bio-borracha sólida, mas flexível – um material biocompatível que pode ser reabsorvido pelo tecido após algumas semanas.
A equipe mostrou em experimentos com animais que os vasos sanguíneos podem ser religados com apenas quatro pontos e um envoltório de malha mergulhado em CaproGlu, em comparação com os oito pontos usuais que são necessários para uma junção confiável e desobstruída. Os autores estimam que isso reduzirá o tempo de cirurgia em 25 por cento, pois os cirurgiões gastam menos tempo e esforço costurando vasos sanguíneos e tecidos.
Conforme demonstrado em experimentos com animais, CaproGlu também pode ser usado para administrar anestésicos locais ou medicamentos para alívio da dor aos tecidos do corpo, o que pode ser útil durante e após uma operação e reduziria a necessidade de administração de medicamentos analgésicos posteriormente.
Ao contrário dos bioadesivos atuais – que precisam de dois produtos químicos a serem misturados antes do uso – o CaproGlu é uma solução de gel líquido de um recipiente que vem pronta para o uso.
Os principais autores do artigo, o professor associado Terry WJ Steele e o pesquisador sênior, Dr. Ivan Djordjevic , enfatizaram que a maioria dos adesivos cirúrgicos disponíveis no mercado não funcionam na água ou em ambientes úmidos como os encontrados no corpo humano.
“Para fazer nossa cola ativada por luz funcionar em tecidos úmidos, projetamos nossa cola para primeiro remover a água da superfície e, assim, permitir a adesão às superfícies desidratadas”, disse Assoc Prof Steele .
“Esta vantagem única de ser capaz de se ligar com alta resistência em um ambiente úmido, além de ser biocompatível, é o que torna o CaproGlu tão adequado para ser usado em cirurgias e aplicações médicas”.
A força de adesão do CaproGlu foi comparada com outros bioadesivos comerciais no mercado e foi considerada três a sete vezes mais forte e está no mesmo nível da força de cisalhamento do colágeno e do tecido muscular encontrado no corpo humano.
Benefícios do CaproGlu
Inventado por Assoc Prof Steele e Dr. Djordjevic da NTU School of Materials Science and Engineering , CaproGlu combina dois ingredientes em uma formulação de componente único que não requer aditivos.
O primeiro é a policaprolactona – polímero biodegradável aprovado pela Food and Drug Administration dos Estados Unidos para aplicações específicas no corpo humano – e o segundo: a diazirina , molécula fotossensível que pode formar fortes ligações quando ativada.
Em seu artigo de pesquisa publicado na revista científica Biomaterials , os cientistas demonstraram como CaproGlu pode ser usado como parte de um novo método cirúrgico, onde suturas são usadas em combinação com uma cola. Em vez dos oito pontos convencionais necessários para unir as duas extremidades de um vaso sanguíneo em um coelho, eles usaram quatro pontos e envolveram as extremidades do vaso com uma malha biodegradável mergulhada em CaproGlu e curada com uma pequena dose de luz UV que reticulou os aminoácidos na superfície do tecido
Como resultado, o sangramento da artéria imediatamente após o procedimento foi comparável ao observado nos pontos convencionais. Quando colhida sete dias depois, a artéria estava completamente curada.
Em um experimento separado, os cirurgiões inseriram CaproGlu carregado com anestésicos em bezerros de ratos e os curaram com luz ultravioleta antes que a ferida fosse fechada com pontos convencionais.
Os cientistas compararam a atividade desses ratos com dois outros controles: ratos que receberam apenas anestésicos e ratos que receberam CaproGlu sem anestésicos. Eles não encontraram nenhum impedimento discernível de movimento para os ratos que receberam anestésicos e CaproGlu carregados com anestésicos, sugerindo que CaproGlu é bem-sucedido na administração de anestésicos locais ao longo do tempo e pode ser uma maneira útil de estender a anestesia local além de seus limites atuais e também atuar como um plataforma de distribuição de medicamentos para medicamentos, como anticoagulantes, para prevenir a coagulação excessiva do sangue.
A equipe também observou que não houve efeitos colaterais perceptíveis nos animais que tiveram CaproGlu implantado em sua pele, o que sugere que é seguro e biocompatível conforme o esperado. Uma vez que o bioadesivo se dissolve e é reabsorvido em semanas, nenhuma consulta clínica de acompanhamento seria necessária para sua remoção.
Vida útil estável após a esterilização
Um grande desafio para bioadesivos no mercado hoje é lidar com o método padrão pelo qual equipamentos de grau cirúrgico e descartáveis são esterilizados por irradiação gama.
O processo de esterilização gama destrói proteínas e ativa a ligação em adesivos de acrilato e epóxi.
Ao contrário de outros adesivos cirúrgicos disponíveis no mercado, a formulação livre de proteínas do CaproGlu explora a nova química de reticulação não afetada pela esterilização gama.
O mecanismo de ligação ativada por luz forma ligações em cadeia para aminoácidos em nível de nanoescala, mesmo após vários meses de armazenamento e esterilização gama, tornando a produção e comercialização de CaproGlu potencialmente menos onerosa do que aquelas baseadas em proteínas e acrilatos.
Sua inovação em cola biorubber levou cinco anos para a equipe de pesquisa se desenvolver e é o assunto de uma patente provisória registrada pela NTUitive, a empresa de inovação e empresa da universidade.
Financiamento e suporte para o projeto incluem o Fundo de Pesquisa Conjunta Estratégica do Programa Clínico Acadêmico NTU-Surgery, Bolsa de Pesquisa do Hospital Geral de Cingapura, Instituto NTU-Northwestern para Concessão de Nanomedicina, Fundo de Prova de Conceito NTUitive (Gap), Fundo de Alinhamento da Indústria A * Star (Pré -Posicionamento) e o fundo de pesquisa Tier 1 e 2 do Ministério da Educação.
Seguindo em frente, a equipe conjunta buscará conduzir mais experimentos com animais e avaliar o desempenho do CaproGlu em outras aplicações, como nos ossos e outras superfícies orgânicas.
REF: “ CaproGlu: plataforma adesiva de tecido multifuncional ”, publicado em Biomaterials, 11 de julho de 2020.
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