Jika berhasil dalam uji coba pada manusia, produk ini akan mengurangi kebutuhan implan atau cangkok jaringan – ScienceDaily

Jika berhasil dalam uji coba pada manusia, produk ini akan mengurangi kebutuhan implan atau cangkok jaringan – ScienceDaily


Sebuah tim ahli bedah plastik dan ilmuwan material telah membuat kemajuan penting dalam menangani masalah klinis umum dari kehilangan jaringan lunak. Mereka telah menemukan pengganti jaringan lunak sintetis yang dapat ditoleransi dengan baik dan mendorong pertumbuhan jaringan lunak dan pembuluh darah. Bahan baru ini mempertahankan bentuknya tanpa terlalu padat, mengatasi tantangan dengan pengisi jaringan saat ini yang cenderung terlalu lunak atau tidak cukup berpori untuk membiarkan sel masuk dan mulai menumbuhkan kembali jaringan. Laporan tentang pekerjaan ini muncul hari ini di Ilmu Kedokteran Terjemahan.

“Sebagai ahli bedah plastik, saya melihat pasien setiap hari yang kehilangan jaringan lunak seperti kulit, lemak dan otot akibat operasi kanker, trauma, atau kondisi lainnya. Saat ini pilihan kami terbatas pada implan, yang diganggu oleh fibrosis dan masalah lain, atau ‘meminjam ‘jaringan dari tempat lain di tubuh, yang juga dapat menyebabkan kelainan bentuk, “kata Sashank Reddy, MD, Ph.D., instruktur bedah plastik dan rekonstruksi di Fakultas Kedokteran Universitas Johns Hopkins dan direktur medis untuk Johns Hopkins. Ventura Teknologi.

“Alam tidak menyukai ruang hampa, dan cacat jaringan lunak dapat berkontraksi, berubah bentuk, dan terisi dengan bekas luka. Untuk merekonstruksi cacat ini, kita sering memindahkan lemak dari satu bagian tubuh ke bagian lain dengan proses yang disebut pencangkokan lemak. Ini tidak selalu berhasil, karena biasanya setengah dari lemak yang dicangkokkan akan mati setelah ditransplantasikan, dan seringkali sulit untuk memprediksi seberapa baik prosedur ini akan berhasil, “kata Justin Sacks, MD, MBA, wakil ketua operasi klinis dan profesor bidang plastik dan bedah rekonstruktif di Fakultas Kedokteran Universitas Johns Hopkins.

Beberapa tahun lalu, Reddy dan Sacks mendekati Hai-Quan Mao untuk mengembangkan bahan yang memungkinkan mereka melakukan lebih sedikit operasi invasif untuk menggantikan jaringan lunak yang hilang. Mereka ingin menemukan cara yang lebih baik untuk membantu pasien sambil menghindari beberapa risiko operasi.

“Ini adalah masalah yang menarik untuk ditangani dari sudut pandang teknik,” kata Hai-Quan Mao, Ph.D., seorang profesor ilmu dan teknik material di Sekolah Teknik Whiting dan teknik biomedis di Sekolah Universitas Johns Hopkins. Kedokteran dan direktur asosiasi dari Institute for NanoBioTechnology di Johns Hopkins. “Biasanya bahan seperti gel yang cukup berpori untuk menyebar ke dalam sel terlalu lunak untuk menahan bentuknya, dan bahan yang mampu mempertahankan bentuknya saat ditempatkan di jaringan lunak yang cacat, sebaliknya terlalu padat untuk sel. tumbuh menjadi. Kami benar-benar perlu mensintesis bahan baru yang lembut dan berpori namun tangguh – hampir seperti jaringan lemak atau Jell-O. “

Karena lemak sering digunakan untuk mengisi ruang selama prosedur bedah rekonstruksi, tim memulai dengan memeriksa struktur dan sifat fisik lemak. Mereka menggunakan lemak manusia asli serta lemak hewani dan mengukur segala sesuatu tentangnya – seberapa elastis, seberapa kental dan seberapa kenyal. Mereka juga memeriksa struktur mikroskopisnya, yang terdiri dari sel-sel besar yang berkelompok di sekitar matriks berserat – matriks ekstraseluler – yang memberikan bentuk dan stabilitas pada jaringan lemak. Begitu mereka memiliki pengukuran tersebut, mereka mulai bereksperimen. Mereka beralasan bahwa bahan tersebut harus aman dan dapat ditoleransi dengan baik, jadi mereka memulai dengan apa yang disebut hidrogel yang terbuat dari asam hialuronat, komponen alami dari matriks ekstraseluler tubuh. Selanjutnya, asam hialuronat telah digunakan di lebih dari 90 persen pengisi kulit kosmetik komersial di Amerika Serikat. Tapi hidrogel saja tidak bisa mempertahankan bentuknya sambil mempertahankan porositas, kata Mao; melainkan akan terlalu mudah berubah bentuk di tempat perbaikan di tubuh. Jadi mereka menambahkan bahan lain ke hidrogel untuk membantu membuatnya menjadi kaku. Tim peneliti beralih ke serat polikaprolakton (PCL), bahan yang sama yang digunakan dalam beberapa jahitan resorbable.

“Serat ini kira-kira seperseratus diameter rambut manusia, tetapi bahkan pada ukuran itu, kami tahu kami harus membatasi berapa banyak yang kami gunakan. Terlalu banyak dan bahan yang dihasilkan akan terlalu tebal untuk disuntikkan melalui jarum tipis, “kata Russell Martin, Ph.D., seorang rekan postdoctoral dalam ilmu dan teknik material di Johns Hopkins yang mempelopori proyek ini. Jadi mereka memecah serat menjadi potongan-potongan pendek, mencampurkannya menjadi hidrogel, dan melalui reaksi kimia, menyebabkan serat terikat dengan hidrogel untuk membentuk apa yang disebut komposit.

Agar komposit bekerja seperti yang diharapkan, komposit harus sesuai dengan kekakuan jaringan di sekitarnya, namun cukup berpori agar sel-sel di jaringan tersebut dapat masuk. Jadi, tim pertama-tama bereksperimen dengan sel pembuluh darah manusia yang dikembangkan di laboratorium dan batang lemak. sel untuk mencari tahu kondisi seperti apa yang memungkinkan sel menyusup ke dalam komposit untuk tumbuh. Mereka membandingkan hidrogel murni dengan material komposit baru, keduanya memiliki tingkat kekakuan yang serupa. Mereka menemukan bahwa sel tidak dapat menembus hidrogel murni, tetapi tidak hanya sel dapat bergerak ke dalam komposit, mereka juga membentuk jaringan yang terlihat seperti pembuluh darah.

“Kami menemukan dalam komposit bahwa serat nano tersebar dengan baik dan menciptakan struktur yang mirip dengan lemak, jadi ini sangat menggembirakan,” kata Reddy. Mereka kemudian menguji komposit tersebut dengan menyuntikkannya di bawah kulit tikus. Selama beberapa minggu, tikus yang disuntik dengan komposit mengembangkan pembuluh darah baru di dalam komposit yang disuntikkan, sedangkan tikus yang disuntik hanya dengan hidrogel tidak menunjukkan pembentukan pembuluh darah yang substansial.

Jadi tim ingin meniru skenario perbaikan jaringan lunak dengan komposit untuk melihat seberapa baik kerjanya. Dengan menggunakan kelinci, mereka menghilangkan 1 sentimeter kubik lemak dari panggul, lalu menyuntikkan situs yang sama dengan komposit atau hidrogel. Volume ini meniru tetesan lemak individu yang ditransfer saat ini dalam pencangkokan lemak klinis. Hasilnya meniru apa yang terlihat pada percobaan tikus dengan pertumbuhan jaringan yang jauh lebih baik ke dalam komposit.

“Kami sangat senang dengan materi ini karena memberikan dasar yang baik untuk jenis studi dan kegunaan lain di masa mendatang,” kata Reddy.

“Sebagai seorang insinyur, kami biasa menemukan sesuatu, kemudian mencoba membuat orang menggunakannya. Dalam hal ini, kebutuhan datang dari pasien dan ahli bedah di klinik, kami membawanya ke bangku cadangan dan sekarang kami berada di cara untuk membawa solusi kembali ke klinik; kami sudah hampir mencapai lingkaran penuh, “kata Mao.

Tim berharap dapat menguji komposit ini pada pasien dengan defisit jaringan lunak dalam waktu satu tahun.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Data HK

Author Image
adminProzen