(Vasi sanguigni-Immagine:il cerotto Voltaglue può essere applicato a un catetere sgonfio. Una volta inserito in un vaso sanguigno, il catetere può essere gonfiato nel punto di rottura in cui viene attivato il cerotto per incollare e chiudere il foro. Credito: Nanyang Technological University).
Un team di ricercatori guidato dalla Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) ha sviluppato un dispositivo che offre un modo più rapido e meno invasivo per sigillare i vasi sanguigni, utilizzando un cerotto di colla attivato elettricamente e applicato tramite un catetere a palloncino minimamente invasivo.
Questo dispositivo potrebbe eventualmente sostituire la necessità di un intervento chirurgico aperto per riparare i difetti dei vasi sanguigni interni. Dopo aver inserito il catetere in un vaso sanguigno, il cerotto di colla – chiamato “Voltaglue” – può essere guidato attraverso il corpo fino a dove si trova lo strappo e quindi essere attivato utilizzando elettrodi retrattili per incollarlo in pochi minuti, il tutto senza fare un taglio chirurgico. Brevettato dagli scienziati della NTU e del Massachusetts Institute of Technology (MIT), Voltaglue è un nuovo tipo di adesivo che funziona in ambienti umidi e si indurisce quando gli viene applicato un voltaggio.
Il dispositivo catetere che utilizza Voltaglue è stato sviluppato congiuntamente dal Prof. Terry Steele della NTU School of Materials Science and Engineering, ex dottorato di ricerca della NTU e dalla dottoressa Manisha Singh, ora al MIT e dalla Prof.ssa Ellen Roche del Dipartimento di ingegneria meccanica e dell’Istituto di ingegneria medica e scienza del MIT, USA. Questo dispositivo catetere è la prima applicazione proof-of-concept di Voltaglue in ambito medico da quando è stato inventato dal Prof. Assoc. Steele nel 2015.
La ricerca è stata pubblicata ad aprile sulla rivista scientifica Science Advances.
Il Prof. Steele ha affermato: “Il sistema che abbiamo sviluppato è potenzialmente la risposta alla necessità medica attualmente insoddisfatta di una tecnica minimamente invasiva per riparare fistole artero-venose (una connessione anormale tra un’arteria e una vena) o perdite vascolari, senza la necessità di chirurgia a cielo aperto. Con Voltaglue e il dispositivo catetere, apriamo la possibilità di non dover fare incisioni chirurgiche per rattoppare qualcosa all’interno: possiamo inviare un dispositivo basato su catetere per fare il lavoro “.
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Un nuovo modo per riparare i vasi sanguigni
Il sistema catetere è costituito da due componenti:
1)il cerotto adesivo contenente Voltaglue chiamato ePATCH, viene applicato al palloncino del catetere,
2)un catetere modificato con fili retrattili che trasportano corrente elettrica, chiamato CATRE.
Il team ha dimostrato in esperimenti di laboratorio sul cuore di un maiale che il cerotto Voltaglue può essere trapiantato in modo sicuro ed efficace in una varietà di situazioni, inclusa la resistenza all’elevata pressione del sangue nelle arterie come l’aorta. Il dispositivo è stato utilizzato per chiudere un difetto di 3 mm in un’aorta di maiale espiantata collegata a un finto cuore sotto flusso continuo di sangue di 10 ml al minuto.
Il catetere flessibile viene prima inserito e guidato attraverso il vaso sanguigno. Una volta sul punto della rottura, il palloncino viene espanso in modo che la ferita sia coperta dal cerotto Voltaglue. Una piccola carica elettrica viene inviata attraverso i due fili per attivare il cerotto. La durezza della colla può essere regolata modificando la quantità di tensione applicata. Ciò consente al cerotto di adattarsi a vari tipi di superfici tissutali, dal tessuto aortico relativamente liscio alle superfici più irregolari e irregolari degli innesti vascolari sintetici. Il cerotto inizia a fissarsi dopo 20 secondi e si indurisce completamente da tre a cinque minuti. Dopo l’indurimento, il cerotto “incolla” efficacemente insieme il vaso rotto, sigillando così le due estremità rotte chiuse. I fili, il palloncino sgonfio e il catetere vengono quindi ritirati.
In questo esperimento, il team ha lasciato il cerotto sul cuore del maiale per 1.000 cicli fisiologici di stress / tensione (battiti cardiaci), che, a 70 battiti al minuto, erano di circa 15 minuti. Quando l’aorta è stata esaminata dopo l’esperimento, si è scoperto che il cerotto stava ancora sigillando con successo il divario.
Il primo autore del documento, il Dottor Manisha Singh, ex della NTU School of Materials Science and Engineering, ha dichiarato: “Voltaglue è diverso da altri adesivi sul mercato in quanto è attivato dalla tensione, è stabile in ambienti umidi e può attaccarsi ai tessuti molli, qualità che lo rendono adatto ed efficace per riparare i vasi sanguigni. Combinandolo con i cateteri esistenti disponibili in commercio, abbiamo sviluppato un nuovo meccanismo di rilascio che è minimamente invasivo, ma flessibile e adattabile. Questo sistema si mostra promettente per una vasta gamma di applicazioni mediche poichè l’idoneità del cerotto potrebbe essere adattata alle esigenze del paziente”.
Un modo sicuro per riparare una varietà di organi e vasi
Il catetere è progettato per l’uso in vasi di dimensioni comprese tra 7,5 e 30 mm, ed è adatto per sigillare difetti in organi e vasi come l’aorta, l’intestino e l’esofago.
Sia Voltaglue che il cerotto sono realizzati con materiale bioriassorbibile che è completamente degradabile e si dissolve dopo poche settimane. Queste proprietà rendono il catetere adatto per potenziali applicazioni come l’innesto vascolare, una procedura chirurgica comune per reindirizzare il flusso sanguigno da un’area all’altra o per isolare il flusso sanguigno ai tumori, al fine di ucciderli.
Basandosi sulle loro scoperte, i ricercatori prevedono che un giorno il dispositivo del catetere potrebbe essere utilizzato per fornire cerotti per riparare difetti alla nascita.
Il team di ricerca ha depositato un brevetto congiunto per questo dispositivo, condiviso tra MIT e NTUit, la società di innovazione e impresa di NTU.
Il potenziale commerciale del sistema catetere evidenzia l’impegno di NTU per l’innovazione nel suo piano strategico 2025 recentemente annunciato che mira a tradurre la ricerca in prodotti e risultati che migliorano la qualità della vita.
Fonte:Science
