Einsatzmöglichkeiten für neue Verbundwerkstoff umfassen Gesichtsrekonstruktion Für Soldatenexplosionsverletzungen

Biomedizinische Ingenieure an der Johns Hopkins haben eine neue flüssige Material, das in frühen Experimente bei Ratten und Menschen zeigt Versprechen bei der Wiederherstellung beschädigten Weichgewebe relativ sicher und dauerhaft entwickelt. Das Material , ein Verbund von biologischen und synthetischen Molekülen , wird unter die Haut injiziert , dann "set" mit Hilfe von Licht , um eine feste Struktur zu bilden , wie unter Verwendung von kaltem zu Gelatine in eine Form eingesetzt . Die Forscher sagen, das Produkt 1 Tag verwendet werden, um Gesichter Soldaten durch Explosion Verletzungen getrübt zu rekonstruieren.

Die Hopkins Forscher Vorsicht , dass das Material , in einem Bericht in der Juli- Ausgabe vom 27. beschrieben Science Translational MedicineIst " vielversprechend", aber noch nicht für die breite klinische Anwendung bereit .

" Implantierte biologischen Materialien kann die Textur des Weichgewebes zu imitieren , sondern sind in der Regel vom Körper zu schnell kaputt , während synthetische Materialien sind in der Regel mehr permanent , sondern kann durch das Immunsystem zurückzuweisen, und in der Regel nicht gut mit den umliegenden natürlichen Gewebe verschmelzen ", sagt Jennifer Elisseeff , Ph.D., Professor Jules Stein für Augenheilkunde und Direktor des Translational Tissue Engineering Center an der Johns Hopkins University School of Medicine. "Unsere Verbundmaterial das Beste aus beiden Welten , mit der biologischen Komponente verbessert die Kompatibilität mit dem Körper und dem synthetischen Komponente zur Förderung der Haltbarkeit . "

Die Forscher haben ihre Verbundwerkstoff aus Hyaluronsäure (HA) , ein natürlicher Bestandteil der Haut von jungen Menschen , die Elastizität verleiht , und Polyethylenglykol (PEG) , ein synthetisches Molekül erfolgreich als chirurgische Kleber in Operationen verwendet und bekannt nicht zu schweren Immunreaktionen verursachen . Oder gemacht, um stabile chemische Bindungen zwischen den vielen einzelnen Molekülen - - mit Energie aus Licht, die die HA-Moleküle mit ihm fängt die PEG kann " vernetzt " sein . Eine solche Vernetzung macht das Implantat halten ihre Form und nicht weg von der Injektionsstelle sickern , sagt Elisseeff .

Um die beste PEG- HA -Verbund mit der höchsten Langzeitstabilität zu entwickeln , die Forscher injizierten verschiedenen Konzentrationen von PEG und HA unter der Haut und in den Rückenmuskel von Ratten , leuchtete ein grünes LED-Licht auf sie zu "Gel" das Material , und verwendet die Magnetresonanztomographie ( MRI ) , Um die Persistenz des Implantats im Laufe der Zeit zu überwachen. Die Implantate wurden bei 47 und 110 Tage mit MRI untersucht und entfernt. Direkte Messungen und MRIs der Implantate zeigten, dass die, die von HA und der höchsten getesteten Konzentration von PEG mit HA erstellt blieb sitzen und die gleiche Größe im Laufe der Zeit im Vergleich zu Injektionen von nur HA , die im Laufe der Zeit schrumpfte .

Die Forscher untersuchten die Sicherheit und die Persistenz der PEG- HA -Implantate mit einer 12-Wochen- Experiment in drei Freiwilligen bereits in der Bauchdeckenstraffung oder " Abdominoplastik . " Techniker injiziert etwa fünf Tropfen PEG- HA oder HA allein unter der Bauchhaut . Keiner der Teilnehmer erlebten Krankenhausaufenthalt, Invalidität oder Tod direkt an das Implantat , die etwa 8 mm lang war bezogen - oder etwa so breit wie ein kleiner Finger Fingernagel. Allerdings, sagte die Teilnehmer sie während der Gelerstarrungstemperatur Prozesswärme und Schmerzen spürte . Zwölf Wochen nach der Implantation , zeigte MRI keinen Verlust der Implantatgröße bei Patienten . Entfernung der Implantate und Inspektion von dem umgebenden Gewebe ergeben, leichte bis mittelschwere Entzündung aufgrund der Anwesenheit bestimmter Arten von weißen Blutkörperchen. Die Forscher gaben die gleiche Entzündungsreaktion wurde bei Ratten , auch wenn die Arten von weißen Blutzellen reagiert , um das Implantat zwischen den Nagetieren und Menschen , die eine Differenz Forscher messen der Rückenmuskulatur unterschied - das Zielgewebe in der Ratten - anders ist als die menschliche Bauchfett.

" Wir müssen noch die Persistenz und die Sicherheit unserer Material in andere Arten von menschlichen Geweben , wie Muskel oder weniger fetthaltige Bereiche unter der Haut des Gesichts zu bewerten , so dass wir es für bestimmte Verfahren zu optimieren ", sagt Elisseeff .

Elisseeff sagte, das Team hat vor allem große Hoffnungen für die Verwendung des Verbundstoffes bei Menschen mit Gesichtsmissbildungen , die sozialen und psychologischen Traumata durchzuhalten. Beim Wiederaufbau Weichgewebe , wieder natürliche Form erfordert oft mehrere Operationen und kann zu Narbenbildung führen. "Viele der Haut Füllstoffe auf dem Markt , bestehend aus HA artigen Materialien verfügbar für Facelifts verwendet werden, sind nur temporär wirksam und werden in ihrer Fähigkeit, ganze Bereiche des Gesichts Resculpt begrenzt. Unsere Hoffnung ist es, ein wirksames Produkt für Menschen zu entwickeln wie unsere Kriegsveteranen , der umfangreiche Gesichtsrekonstruktion brauchen. "

Hinweise:

Andere Forscher an der Studie beteiligt sind Alexander Hillel , Shimon Unterman , Branden Reid, Jeannine Coburn , Joyce Axelman , Jemin Chae , Qiongyu Guo, Zhipeng Hou, Susumu Mori und Janis Taube auch von der Johns Hopkins University ; Zayna Nahas von der Stanford University ; Robert Trow und Andrew Thomas von Energist Nordamerika ; und Serge Lichtsteiner , Damon Sutton, Christine Matheson , Patricia Walker und Nathaniel David von Kythera Biopharmaceuticals .

Die Forschung wurde unterstützt durch einen Zuschuss aus Kythera Biopharmaceuticals , die kosmetische und pharmazeutische Produkte entwickelt unterstützt.