Более 15 миллионов колоноскопии выполняются в США каждый год, и, по крайней мере, 20 процентов из тех, гастроэнтерологи в итоге удаление предраковых новообразований из толстой кишки. Исключая эти ранние стадии поражения, известные как полипы, является лучшим способом, чтобы предотвратить рак толстой кишки из развивающихся.
Чтобы уменьшить риск разрыва толстой кишки во время этой процедуры, врачи часто вводят солевой раствор в пространство ниже уровня поражения, формируя “подушку”, которая поднимает полип, так что легче удалить. Однако, эта подушка не долго.
Исследователи из MIT уже разработала альтернативу — решение, которое может быть введено в качестве жидкости, но превращается в твердый гель при попадании на ткани, создавая более стабильную и долговечную подушку.
“Что действительно делает огромную разницу к гастроэнтерологу, который выполняет процедуру, чтобы обеспечить стабильный районе, который они могут затем удалить с помощью эндоскопических инструментов”, — говорит Джованни Траверсо, доцент Массачусетского технологического института, факультет машиностроения и гастроэнтеролог в Brigham и Женской больницы.
Траверсо-старший автор изучения, которое появляется в 30 июля выпуск передовой науки. Ведущие авторы исследования бывшего МИТ постдоков Пан Ян и Цзиньяо Лю. Другие авторы включают студентов МТИ Заина Мусса, технических связать Джой Коллинз, бывший техник Шейн Макдоннелл, отдел сравнительного ветеринарной медицины Элисон Хейворд, Бригама и Женской больницы гастроэнтеролог Jajoo Кунал, и профессор института Дэвида Коха Роберт Лангер.
Стабильная подушка
В то время как многие полипы толстой кишки являются безобидными, некоторые со временем могут стать злокачественными, если не удален. Гастроэнтерологи часто выполнять эту процедуру во время обычной колоноскопии, с помощью лассо как инструмент для сковывания ткани перед нарезкой его.
Эта процедура несет в себе определенный риск разрыва слизистой оболочке толстой кишки, который является, почему врачи обычно впрыскивают физраствор в области чуть ниже накладки, называемые подслизистые пространства, чтобы поднять полип от поверхности толстой кишки.
“Это отделить эти ткани кратко слоев, и это дает немного приподнятый уголок так легче поймать поражения,” Траверсо говорит. “Задача состоит в том, что солевой раствор рассасывается очень быстро, так что у нас не всегда есть достаточно времени, чтобы пойти и вмешаться, и, возможно, потребуется повторное внедрение физраствора.”
Сложные повреждения может занять от 10 до 20 минут, чтобы удалить, или даже больше, но солевой подушке длится всего несколько минут. Исследователи постарались сделать подушки более долговечными, добавляя загустители, такие как желатин и целлюлоза, но это очень трудно вводить через узкую иглу, которая используется для процедуры.
Чтобы преодолеть это, команда Массачусетского технологического института решила создать сдвигового разжижения геля. Эти материалы являются полутвердые гели при нормальных условиях, но когда сила прикладывается к ним, их вязкость уменьшается и они протекают более легко. Это означает, что материал может быть легко введен через узкую иглу, то и ворочу в твердый гель, как только он выходит в ткани толстой кишки.
Ножницы-истончение гели могут быть изготовлены из разных типов материалов. Для этого ученые решились на сочетание двух биосовместимых материалов, которые могут образовывать гели — Лапонита, белую глину используют в косметике и других продуктах, и альгинат, полисахарид, получаемый из водорослей.
“Мы выбрали именно эти материалы, потому что они являются биосовместимыми и они позволяют настраивать течет поведение в результате гелей,” Панг говорит.
Используя эти материалы, исследователи создали ножницы-истончение гель, который может быть введен и сформировать устойчивый валик для более, чем через час, в свиней. Это дало бы гастроэнтерологов гораздо больше времени, чтобы удалить полипы.
“В противном случае, вы вводите физиологический раствор, затем вы меняете средства, и к тому времени вы будете готовы, ткань снова примятыми. Это становится очень трудно иссечь безопасно вещи”, — говорит Траверсо.
Такой подход мог бы предложить “элегантное решение” проблемы учета поражения повышенной во время хирургического удаления, говорит Джей Pasricha, профессор медицины и неврологии в Школе медицины Джона Хопкинса.
“Это растущий неудовлетворенный спрос”, — говорит Pasricha, кто не был вовлечен в исследование. “В последнее десятилетие, мы сместились в сторону, пытаясь иссечь более сложных опухолей из толстой кишки эндоскопическим путем, а не через традиционные формы хирургии. Было бы здорово иметь материал, который может длиться в течение всей длительности процедуры”.
Контроля вязкости
Варьируя состав компонентов геля, исследователи могут управлять функциями, такими как вязкость, которая влияет на то, как долго подушка остается стабильной. Если сделано, чтобы длиться дольше, этот вид инъекционный гель может быть полезно для приложений, таких как сужение желудочно-кишечном тракте, которые могут быть использованы, чтобы предотвратить кислотный рефлюкс или, чтобы помочь с потерей веса, заставляя людей чувствовать себя сытым. Это может также потенциально быть использованы для доставки лекарственных веществ в желудочно-кишечном тракте, Траверсо говорит.
Исследователи также обнаружили, что материала нет вредных побочных эффектов в свиней, и они надеются начать испытания на людях в ближайшие три-пять лет.
“Это то, что мы думаем, что можем попасть в пациенты довольно быстро”, — сказал Траверсо. “Мы очень взволнованы двигаться вперед”.
Исследование финансировалось Национальными институтами здоровья, Фондом Александра фон Гумбольдта, отделения гастроэнтерологии университета имени Бригама и Женской больницы и МИТ инженерно-механический факультет.
