Gesundheit

„Molekulare Chirurgie‘, deren lebendes Gewebe mit Strom, aber keine Schnitte

Traditionellen Chirurgie, die die Umgestaltung einer Nase oder Ohr beinhaltet das schneiden und Nähen, manchmal gefolgt von langen recovery-Zeiten und Narben. Aber jetzt haben Forscher entwickelt eine „molekulare Chirurgie“ Prozess, der verwendet kleine Nadeln, Strom-und 3D-gedruckten Formen, um schnell umgestalten lebenden Gewebe ohne Schnitte, Narben oder recovery-Zeit. Die Technik, die auch zeigt Versprechen als eine Möglichkeit zu fixieren, unbeweglich Gelenke oder als eine nicht-invasive alternative zur laser-Augenchirurgie.

Die Forscher stellen Ihre Ergebnisse heute auf der American Chemical Society (ACS) Frühjahr 2019 National Meeting & Exposition. 

„Wir erwarten, dass diese neue Technik als eine low-cost-office-Verfahren unter lokaler Anästhesie durchgeführt“, sagt Michael Hill, Ph. D., einer der Projektleiter s principal investigators die, die diskutieren über die arbeiten an der Sitzung Teil. „Der ganze Vorgang dauert etwa fünf Minuten.“

Hill, wer ist am Occidental College, engagierte sich in diesem Projekt als Brian Wong, M. D., Ph. D., der an der University of California, Irvine, um Hilfe gebeten bei der Entwicklung einer nicht-invasiven Technik zum Umformen von Knorpel. Eine solche Methode wäre nützlich für kosmetische Chirurgie Verfahren, wie zum Beispiel eine Nase mehr attraktiv. Aber die Methode könnte auch helfen, zu beheben Probleme wie ein deviated septum, oder Erkrankungen, für die keine guten Behandlungen existieren, wie Kontrakturen verursacht durch Schlaganfall oder zerebraler Lähmung. Erlitten haben durch schmerzhafte abgewichen Nasenscheidewand Operation selbst, Hill versteht, was die Patienten durchmachen, und war aufgeregt, um ein Projekt einsteigen, um eine bessere Strategie zu entwickeln.

Wong war bereits ein Experte in eine alternative Technik, die verwendet ein Infrarot-laser, um Wärme Knorpel, so dass es flexibel genug, um neu zu gestalten. „Das problem ist, dass Technik teuer ist, und es ist schwer, die Wärme der Knorpel genug, so dass es formbar, ohne zu töten das Gewebe“, sagt Hill. Finden Sie einen mehr praktischen Ansatz, Wong ‚ s team begann das Experimentieren mit übergabe Strom durch Knorpel zu erwärmen. Die Methode, die in der Tat erlaubt Ihnen, neu zu gestalten Gewebe, sondern, seltsamerweise, nicht durch Erwärmung. Wong wandte sich an Hill zu ermitteln, wie die neue Methode funktioniert und es zu verfeinern, um zu verhindern, dass Gewebe Schaden.

Knorpel besteht aus kleinen starren Fasern von Kollagen lose miteinander durch Biopolymere. Seine Struktur ähnelt spaghetti, die war zufällig gedumpten auf einen Zähler, mit dem die einzelnen Stränge zusammen gebunden mit Gewinde. „Wenn Sie es abgeholt, werden die Strähnen würde nicht auseinander fallen, aber es wäre Diskette,“ sagt Hill. Knorpel enthält auch negativ geladene Proteine und positiv geladene Natrium-Ionen. Knorpel mit einer größeren Dichte dieser geladenen Teilchen ist steifer als der Knorpel mit geringer Ladungsdichte.

Hill ‚ s Gruppe entdeckte, dass man Strom durch Knorpel electrolyzes Wasser in das Gewebe, die Umwandlung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff-Ionen oder Protonen. Die positive Ladung der Protonen bricht die negative Ladung auf die Proteine, Verringerung der Ladungsdichte und die Knorpel weicher. „Sobald das Gewebe floppy“, sagt er, „Sie Formen kann es zu was auch immer Form, die Sie wollen.“

Das team testete die Methode über einen Hasen, dessen Ohren, die normalerweise aufrecht stehen. Sie verwendet eine Form zu halten, ein Ohr beugte sich über die gewünschte neue Form. Wenn Sie dann hatte entfernt die Form, ohne Anwendung eines aktuellen, den Kaninchen Ohr hätte entsprungen zurück in seine ursprüngliche, aufrechte position, wie ein menschliches Ohr würde. Aber durch einfügen von Mikronadel-Elektroden in das Ohr an der Biegung und pulsierender Strom durch Sie mit die Form an Ort und Stelle, Sie kurz erweicht der Knorpel an der Biegung Website ohne Schaden. Ausschalten der Strom wird dann erlaubt, die Knorpel verhärten in seiner neuen Gestalt, nach der der Schimmel entfernt wurde.

Um dieses Ergebnis zu erzielen, die mit traditionellen Methoden, ein Chirurg hätte zu schneiden durch die Haut und Knorpel, und dann kleben Sie die Stücke wieder zusammen. Das kann dazu führen, Bildung von Narbengewebe im Gelenk. Das Narbengewebe müssen manchmal entfernt werden, in nachfolgenden Operationen, sagt Hill. Durch die Vermeidung von mechanischen Schäden an den Knorpel, die molekulare Chirurgie-Technik verursacht keine Narben und keine Schmerzen.

Die Forscher erkunden die Lizenzierung Optionen für den Knorpel Technik mit Medizintechnik-Unternehmen. Sie untersucht aber auch Anwendungen in anderen Arten von kollagenen Gewebe, wie sehnen und Hornhäute. In ein Auge, die Hornhaut Form beeinflusst vision, mit zu viel Krümmung verursacht Kurzsichtigkeit, zum Beispiel. Viele Hürden müssen überwunden werden, bevor diese Methode verwendet werden könnte, um zu korrigieren eine person, die vision, aber erste Tierversuche haben hatte viel versprechende Ergebnisse. Die Forscher mit einem 3D-Drucker, um eine Kontaktlinse. Nach der Malerei von Elektroden auf, setzen Sie die Kontaktlinse auf das Auge. Die Anwendung aktuelle Ihnen erlaubt, vorübergehend erweicht die Hornhaut und verändern der Krümmung.