p Muitas cirurgias hoje são realizadas por meio de procedimentos minimamente invasivos, em que uma pequena incisão é feita e câmeras em miniatura e instrumentos cirúrgicos são enfiados no corpo para remover tumores e reparar tecidos e órgãos danificados. O processo resulta em menos dor e tempos de recuperação mais curtos em comparação com a cirurgia aberta. p Embora muitos procedimentos possam ser realizados desta forma, os cirurgiões podem enfrentar desafios em uma etapa importante do processo:o selamento de feridas internas e lacerações.

p Inspirando-se no origami, Os engenheiros do MIT desenvolveram agora um patch médico que pode ser dobrado em torno de ferramentas cirúrgicas minimamente invasivas e aplicado através das vias aéreas, intestinos, e outros espaços estreitos, para consertar ferimentos internos. O patch se assemelha a um dobrável, filme semelhante a papel quando seco. Uma vez que entra em contato com tecidos ou órgãos úmidos, ele se transforma em um gel elástico, semelhante a uma lente de contato, e pode aderir a um local ferido.

p Em contraste com os adesivos cirúrgicos existentes, a nova fita da equipe foi projetada para resistir à contaminação quando exposta a bactérias e fluidos corporais. Hora extra, o adesivo pode se biodegradar com segurança. A equipe publicou seus resultados na revista Materiais avançados .

p Os pesquisadores estão trabalhando com médicos e cirurgiões para otimizar o design para uso cirúrgico, e eles imaginam que o novo bioadesivo poderia ser entregue por meio de ferramentas cirúrgicas minimamente invasivas, operado por um cirurgião, direta ou remotamente, por meio de um robô médico.

p "A cirurgia minimamente invasiva e a cirurgia robótica estão sendo cada vez mais adotadas, pois diminuem o trauma e aceleram a recuperação relacionada à cirurgia aberta. Contudo, o selamento de feridas internas é um desafio nessas cirurgias, "diz Xuanhe Zhao, professor de engenharia mecânica e de engenharia civil e ambiental no MIT.

p "Esta tecnologia de patch abrange muitos campos, "acrescenta o co-autor Christoph Nabzdyk, um anestesiologista cardíaco e médico intensivista da Mayo Clinic em Rochester, Minnesota. "Isso poderia ser usado para reparar uma perfuração de uma coloscopia, ou selar órgãos sólidos ou vasos sanguíneos após um trauma ou intervenção cirúrgica eletiva. Em vez de realizar uma abordagem cirúrgica totalmente aberta, um poderia ir de dentro para entregar um patch para selar uma ferida, pelo menos temporariamente e talvez até a longo prazo. "

p Os co-autores do estudo incluem os autores principais Sarah Wu e Hyunwoo Yuk, e Jingjing Wu no MIT.

p Proteção em camadas

p Os bioadesivos usados ​​atualmente em cirurgias minimamente invasivas estão disponíveis principalmente como líquidos biodegradáveis ​​e colas que podem ser espalhadas sobre os tecidos danificados. Quando essas colas solidificam, Contudo, eles podem enrijecer sobre a superfície subjacente mais macia, criando um selo imperfeito. Sangue e outros fluidos biológicos também podem contaminar as colas, impedindo a adesão bem-sucedida ao local lesionado. As colas também podem sair antes que uma lesão cicatrize totalmente, e, após a aplicação, eles também podem causar inflamação e formação de tecido cicatricial.

p Dadas as limitações dos projetos atuais, a equipe teve como objetivo projetar uma alternativa que atendesse a três requisitos funcionais. Deve ser capaz de aderir à superfície úmida de um local ferido, evite vincular-se a qualquer coisa antes de chegar ao seu destino, e, uma vez aplicado a um local ferido, resiste à contaminação bacteriana e à inflamação excessiva.

p O design da equipe atende a todos os três requisitos, na forma de um patch de três camadas. A camada do meio é o bioadesivo principal, feito de um material de hidrogel que é incorporado com compostos chamados ésteres NHS. Quando em contato com uma superfície molhada, o adesivo absorve qualquer água circundante e se torna flexível e elástico, moldagem aos contornos de um tecido. Simultaneamente, os ésteres no adesivo formam fortes ligações covalentes com compostos na superfície do tecido, criando uma vedação estanque entre os dois materiais. O design dessa camada intermediária é baseado em trabalhos anteriores do grupo de Zhao.

p A equipe então imprensou o adesivo com duas camadas, cada um com um efeito protetor diferente. A camada inferior é feita de um material revestido com óleo de silicone, que atua para lubrificar temporariamente o adesivo, impedindo-o de aderir a outras superfícies à medida que se desloca pelo corpo. Quando o adesivo chega ao seu destino e é pressionado levemente contra um tecido ferido, o óleo de silicone é espremido, permitindo que o adesivo se ligue ao tecido.

p A camada superior do adesivo consiste em um filme de elastômero incorporado com polímeros zwitteriônicos, ou cadeias moleculares feitas de íons positivos e negativos que agem para atrair qualquer molécula de água circundante para a superfície do elastômero. Desta maneira, a camada voltada para fora do adesivo forma uma película à base de água, ou barreira contra bactérias e outros contaminantes.

p "Em cirurgia minimamente invasiva, você não tem o luxo de acessar facilmente um site para aplicar um adesivo, "Yuk diz." Você realmente está lutando contra muitos contaminantes aleatórios e fluidos corporais no caminho para o seu destino. "

p Apto para robôs

p Em uma série de demonstrações, os pesquisadores mostraram que o novo bioadesivo adere fortemente a amostras de tecido animal, mesmo depois de ser submerso em béqueres de fluido, incluindo sangue, por longos períodos de tempo.

p Eles também usaram técnicas inspiradas em origami para dobrar o adesivo em torno de instrumentos comumente usados ​​em cirurgias minimamente invasivas, como um cateter balão e um grampeador cirúrgico. Eles aplicaram essas ferramentas em modelos animais das principais vias aéreas e vasos, incluindo a traqueia, esôfago, aorta, e intestinos. Ao inflar o cateter balão ou aplicar uma leve pressão no grampeador, eles foram capazes de colar o adesivo em tecidos e órgãos rasgados, e não encontraram sinais de contaminação no local remendado ou próximo a ele até um mês após sua aplicação.

p Os pesquisadores prevêem que o novo bioadesivo pode ser fabricado em configurações pré-dobradas que os cirurgiões podem facilmente ajustar em torno de instrumentos minimamente invasivos, bem como em ferramentas que estão sendo usadas atualmente em cirurgia robótica. Eles estão procurando colaborar com designers para integrar o bioadesivo em plataformas de cirurgia robótica.

p "Acreditamos que a novidade conceitual na forma e função deste patch representa um passo estimulante para superar as barreiras translacionais na cirurgia robótica e facilitar a adoção clínica mais ampla de materiais bioadesivos, "Wu disse. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.