Tambalan, yang dapat dilipat di sekitar alat bedah, suatu hari nanti dapat digunakan dalam operasi robotik untuk memperbaiki jaringan dan organ – ScienceDaily

Tambalan, yang dapat dilipat di sekitar alat bedah, suatu hari nanti dapat digunakan dalam operasi robotik untuk memperbaiki jaringan dan organ – ScienceDaily


Banyak operasi saat ini dilakukan melalui prosedur invasif minimal, di mana sayatan kecil dibuat dan kamera mini serta alat bedah dipasang di seluruh tubuh untuk mengangkat tumor dan memperbaiki jaringan dan organ yang rusak. Proses ini menghasilkan rasa sakit yang lebih sedikit dan waktu pemulihan yang lebih singkat dibandingkan dengan operasi terbuka.

Meskipun banyak prosedur dapat dilakukan dengan cara ini, ahli bedah dapat menghadapi tantangan pada langkah penting dalam proses tersebut: menutup luka internal dan robekan.

Mengambil inspirasi dari origami, para insinyur MIT kini telah merancang tambalan medis yang dapat dilipat di sekitar alat bedah invasif minimal dan dikirim melalui saluran udara, usus, dan ruang sempit lainnya, untuk menambal cedera internal. Tambalan tersebut menyerupai film seperti kertas yang dapat dilipat saat kering. Setelah bersentuhan dengan jaringan atau organ basah, ia berubah menjadi gel elastis, mirip dengan lensa kontak, dan dapat menempel di bagian yang cedera.

Berbeda dengan perekat bedah yang ada, pita baru tim dirancang untuk menahan kontaminasi saat terkena bakteri dan cairan tubuh. Seiring waktu, patch dapat terurai dengan aman. Tim telah mempublikasikan hasilnya di jurnal Material Lanjutan.

Para peneliti bekerja dengan dokter dan ahli bedah untuk mengoptimalkan desain untuk penggunaan bedah, dan mereka membayangkan bahwa bioadhesif baru dapat diberikan melalui alat bedah invasif minimal, yang dioperasikan oleh ahli bedah baik secara langsung atau dari jarak jauh melalui robot medis.

“Operasi invasif minimal dan operasi robotik semakin banyak diadopsi, karena mereka mengurangi trauma dan mempercepat pemulihan terkait dengan operasi terbuka. Namun, menutup luka internal merupakan tantangan dalam operasi ini,” kata Xuanhe Zhao, profesor teknik mesin dan sipil dan teknik lingkungan di MIT.

“Teknologi tambalan ini mencakup banyak bidang,” tambah rekan penulis Christoph Nabzdyk, ahli anestesi jantung dan dokter perawatan kritis di Mayo Clinic di Rochester, Minnesota. “Ini dapat digunakan untuk memperbaiki perforasi dari koloskopi, atau menutup organ padat atau pembuluh darah setelah trauma atau intervensi bedah elektif. Alih-alih harus melakukan pendekatan bedah terbuka penuh, seseorang dapat pergi dari dalam untuk memberikan tambalan. untuk menutup luka setidaknya untuk sementara dan mungkin bahkan jangka panjang. “

Rekan penulis studi ini termasuk penulis utama Sarah Wu dan Hyunwoo Yuk, dan Jingjing Wu di MIT.

Perlindungan berlapis

Bioadhesif yang saat ini digunakan dalam pembedahan invasif minimal sebagian besar tersedia sebagai cairan dan perekat yang dapat terurai secara hayati yang dapat disebarkan ke jaringan yang rusak. Namun, ketika lem ini mengeras, mereka dapat mengeras di atas permukaan dasar yang lebih lembut, menciptakan segel yang tidak sempurna. Darah dan cairan biologis lainnya juga dapat mencemari lem, mencegah keberhasilan perekatan ke bagian yang cedera. Lem juga dapat hilang sebelum cedera sembuh total, dan, setelah aplikasi, dapat juga menyebabkan peradangan dan pembentukan jaringan parut.

Mengingat keterbatasan desain saat ini, tim bertujuan untuk merekayasa alternatif yang akan memenuhi tiga persyaratan fungsional. Itu harus bisa menempel pada permukaan basah situs yang terluka, hindari mengikat apa pun sebelum mencapai tujuannya, dan sekali diterapkan ke situs yang terluka tahan terhadap kontaminasi bakteri dan peradangan yang berlebihan.

Desain tim memenuhi ketiga persyaratan tersebut, dalam bentuk tambalan tiga lapis. Lapisan tengah merupakan bioadhesif utama, terbuat dari bahan hidrogel yang tertanam dengan senyawa yang disebut NHS ester. Saat bersentuhan dengan permukaan basah, perekat menyerap air di sekitarnya dan menjadi lentur dan elastis, membentuk kontur jaringan. Bersamaan dengan itu, ester dalam perekat membentuk ikatan kovalen yang kuat dengan senyawa di permukaan jaringan, menciptakan penutup yang rapat di antara kedua bahan tersebut. Desain lapisan tengah ini didasarkan pada pekerjaan sebelumnya di grup Zhao.

Tim kemudian mengapit perekat dengan dua lapisan, masing-masing dengan efek perlindungan yang berbeda. Lapisan bawah terbuat dari bahan yang dilapisi dengan minyak silikon, yang berfungsi untuk melumasi sementara perekat, mencegahnya menempel ke permukaan lain saat bergerak melalui tubuh. Saat perekat mencapai tujuannya dan ditekan dengan lembut pada jaringan yang cedera, minyak silikon akan keluar, memungkinkan perekat untuk mengikat jaringan.

Lapisan atas perekat terdiri dari film elastomer yang disematkan dengan polimer zwitterionik, atau rantai molekul yang terbuat dari ion positif dan negatif yang bertindak untuk menarik molekul air di sekitarnya ke permukaan elastomer. Dengan cara ini, lapisan perekat yang menghadap ke luar membentuk kulit berbasis air, atau penghalang terhadap bakteri dan kontaminan lainnya.

“Dalam operasi invasif minimal, Anda tidak memiliki kemewahan mengakses situs dengan mudah untuk menggunakan perekat,” kata Yuk. “Anda benar-benar sedang berjuang melawan banyak kontaminan acak dan cairan tubuh dalam perjalanan Anda ke tujuan.”

Cocok untuk robot

Dalam serangkaian demonstrasi, para peneliti menunjukkan bahwa bioadhesif baru sangat melekat pada sampel jaringan hewan, bahkan setelah direndam dalam gelas kimia berisi cairan, termasuk darah, untuk jangka waktu yang lama.

Mereka juga menggunakan teknik yang terinspirasi origami untuk melipat perekat di sekitar instrumen yang biasa digunakan dalam operasi invasif minimal, seperti kateter balon dan stapler bedah. Mereka memasang alat ini melalui model hewan dari saluran udara dan pembuluh utama, termasuk trakea, esofagus, aorta, dan usus. Dengan menggembungkan kateter balon atau memberikan tekanan ringan pada stapler, mereka dapat menempelkan tambalan ke jaringan dan organ yang robek, dan tidak menemukan tanda-tanda kontaminasi pada atau di dekat situs yang ditambal hingga satu bulan setelah penerapannya.

Para peneliti membayangkan bahwa bioadhesif baru dapat diproduksi dalam konfigurasi yang telah dilipat sehingga ahli bedah dapat dengan mudah menyesuaikannya dengan instrumen invasif minimal serta pada alat yang saat ini digunakan dalam bedah robotik. Mereka berusaha untuk berkolaborasi dengan desainer untuk mengintegrasikan bioadhesif ke dalam platform bedah robotik.

“Kami percaya bahwa konsep baru dalam bentuk dan fungsi tambalan ini merupakan langkah menarik untuk mengatasi hambatan translasi dalam bedah robotik dan memfasilitasi adopsi klinis yang lebih luas dari bahan bioadhesif,” kata Wu.

Penelitian ini sebagian didukung oleh National Science Foundation.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen