kwartalnik "Edukacja Biologiczna i Środowiskowa"

ISSN 1643-8779



Nowy sposób leczenia wad serca

Badacze z Boston Children’s Hospital, Massachusetts Institute of Technology (MIT) oraz Brigham and Women’s Hospital opracowali nowy superklej chirurgiczny – hydrofobowy klej aktywowany światłem (hydrophobic light-activated adhesive, HLAA). Nowy klej jest na tyle silny i elastyczny, że potrafi uszczelnić tkanki bijącego serca (Lang i wsp., 2014).

Wiele noworodków rodzi się z wadami serca, takimi jak ubytek w przegrodzie międzyprzedsionkowej (ang. atrial septal defect, ASD, nazywany też otworem w sercu), które muszą być leczone operacyjnie. Niestety ten rodzaj interwencji medycznych jest trudny do przeprowadzenia, ponieważ szwy i zszywki chirurgiczne mogą uszkadzać delikatną tkankę serca, a nakładanie szwów jest czasochłonne. Zastąpienie szwów i zszywek przez szybko działające, biodegradowalne kleje uczyniłoby te zabiegi kardiochirurgiczne szybszymi, bezpieczniejszymi, mniej inwazyjnymi i pomogłoby ograniczyć zarówno komplikacje pooperacyjne, jak i czas rekonwalescencji. Jednakże istniejące, klinicznie zatwierdzone kleje chirurgiczne mają szereg wad, m.in. nie wiążą się wystarczająco silnie z tkankami w wilgotnym i dynamicznie zmieniającym się środowisku w organizmie, a niektóre z nich mogą być również toksyczne, przez co są stosowane głównie na skórę. Ponadto, noworodki często trzeba ponownie operować, by jeszcze raz „domknąć” otwór w sercu.

 

Ryc. 1. Nakładanie łaty pokrytej HLAA na otwór w sercu
Źródło: http://www.gizmag.com/heart-hole-glue-hlaa/30414/pictures#2

Ryc. 2. Klej zastyga w ciągu 5 sekund pod wpływem światła ultrafioletowego
Źródło: http://www.gizmag.com/heart-hole-glue-hlaa/30414/pictures#2

 

To się powinno wkrótce zmienić, gdyż naukowcy z Boston Children’s Hospital, MIT oraz Brigham and Women’s Hospital wynaleźli rodzaj superkleju, który szybko i bezpiecznie spaja otwory w tkankach serca. Zajmujący się biomateriałami Jeffrey Karp oraz jego współpracownicy opisali w styczniowym numerze czasopisma Science Translational Medicine elastyczny i biokompatybilny hydrofobowy klej aktywowany światłem (HLAA), który osiąga wysoki poziom przyczepności do mokrej tkanki i nie jest naruszany w wyniku ekspozycji na krew. Badanie ujawniło, że w ciągu kilku sekund od naświetlania promieniowaniem ultrafioletowym, HLAA może zapewnić natychmiastowe uszczelnienie hemostatyczne defektów w wysokociśnieniowych, dużych naczyniach krwionośnych i w ściankach serca u świń. Łaty pokryte klejem HLAA zostały przymocowane do przegrody międzykomorowej w bijącym sercu świni i pomimo panującego tam wysokiego ciśnienia pozostały zamocowane przez następne 24 godziny, co ma istotne znaczenie w przypadku interwencji kardiochirurgicznych u ludzi.

 

Ryc. 3. Bliższe spojrzenie na to, jak kolagen w tkankach wiąże się z łatą zrobioną klejem HLAA
Fot. Pedro del Nido, Boston Children’s Hospital, źródło: http://www.gizmag.com/heart-hole-glue-hlaa/30414/pictures#3.

 

Unikalne właściwości kleju HLAA sprawiają, że łaty nim pokryte pozostają przyklejone do tkanek serca nawet wtedy, gdy są zanurzone we krwi, nie są odrzucane przez organizm, nie zostaną poluzowane lub rozdarte skurczami mięśnia sercowego, a po zagojeniu ubytku ulegną biodegradacji.

W przeciwieństwie do klejów, które działają poprzez reakcję chemiczną, za działanie HLAA odpowiada mechanizm fizyczny. W normalnych warunkach HLAA pozostaje w fazie ciekłej, natomiast zastyga w ciągu pięciu sekund, gdy tylko zostanie poddany działaniu światła ultrafioletowego (ryc. 2). Badania mikroskopowe wykazały, że klej zostaje fizycznie spleciony z kolagenem i innymi białkami na powierzchni tkanek serca (ryc. 3).

W opinii badaczy, klej HLAA może być stosowany w kardiochirurgii i innych rodzajach interwencji chirurgicznych, wymagających natychmiastowej naprawy defektów oraz chirurgicznej hemostazy. Do tej pory klej chirurgiczny został przebadany na świniach i myszach, a nad jego rozwojem pracuje francuska firma Gecko Biomedical, która planuje wypuścić HLAA na europejski rynek jako produkt komercyjny w ciągu 1–2 lat.

 

Małgorzata Musialik, PPP IBE

Tekst pochodzi z EBiŚ 1/2014, wersja EN i PL