MIT -forskere udvikler nyt materiale, der kan gøre det lettere at fjerne tyktarmspolypper

Mere end 15 millioner koloskopier udføres hvert år i USA, og i mindst 20 procent af dem, gastroenterologer ender med at fjerne precancerøse vækster fra tyktarmen. Eliminering af disse tidlige stadie-læsioner, kendt som polypper, er den bedste måde at forhindre tyktarmskræft i at udvikle sig.

For at reducere risikoen for at rive tyktarmen under denne procedure, læger injicerer ofte en saltopløsning i rummet under læsionen, danner en "pude", der løfter polyppen, så den er lettere at fjerne sikkert. Imidlertid, denne pude holder ikke længe.

MIT -forskere har nu udtænkt et alternativ - en løsning, der kan injiceres som en væske, men bliver til en fast gel, når den når vævet, skabe en mere stabil og længerevarende pude.

Det gør virkelig en kæmpe forskel for den gastroenterolog, der udfører proceduren, for at sikre, at der er et stabilt område, som de derefter kan resektere ved hjælp af endoskopiske værktøjer. "

Giovanni Traverso, adjunkt i MIT's afdeling for maskinteknik og en gastroenterolog på Brigham og Women's Hospital

Traverso er seniorforfatter af undersøgelsen, som fremgår af 30. juli -udgaven af Avanceret videnskab . Studiens hovedforfattere er tidligere MIT -postdoktorer Yan Pang og Jinyao Liu. Andre forfattere inkluderer MIT bachelor Zaina Moussa, teknisk medarbejder Joy Collins, tidligere tekniker Shane McDonnell, Division of Comparative Medicine veterinær Alison Hayward, Brigham og Women's Hospital gastroenterolog Kunal Jajoo, og David H. Koch Institute Professor Robert Langer.

En stabil pude

Mens mange kolonpolypper er ufarlige, nogle kan i sidste ende blive kræftfremkaldende, hvis de ikke fjernes. Gastroenterologer udfører ofte denne procedure under en rutinemæssig koloskopi, ved hjælp af et lasso-lignende værktøj til at snare vævet, inden det skæres af.

Denne procedure indebærer en vis risiko for at rive foringen af ​​tyktarmen, derfor injicerer læger normalt saltvand i området lige under foringen, kaldet submucosal rummet, at løfte polyppen væk fra tyktarmens overflade.

"Det, der gør, er at adskille disse vævslag kort, og det giver en lidt af et hævet område, så det er lettere at snare læsionen, "Traverso siger." Udfordringen er, at saltvand forsvinder meget hurtigt, så vi ikke altid har tid nok til at gå ind og gribe ind, og skal muligvis reinjicere saltvand. "

Komplekse læsioner kan tage 10 til 20 minutter at fjerne, eller endnu længere, men saltvandspuden holder kun i et par minutter. Forskere har forsøgt at gøre puderne længere levetid ved at tilføje fortykningsmidler som gelatine og cellulose, men de er meget vanskelige at injicere gennem den smalle nål, der bruges til proceduren.

For at overvinde det, besluttede MIT-teamet at lave en forskydningsfortyndende gel. Disse materialer er halvfaste geler under normale forhold, men når der anvendes kraft på dem, deres viskositet falder, og de flyder lettere. Det betyder, at materialet let kan injiceres gennem en smal nål, vend derefter tilbage til en fast gel, når den kommer ud i tyktarmsvævet.

Shear-tyndende geler kan fremstilles af mange forskellige typer materialer. Til dette formål, forskerne besluttede en kombination af to biokompatible materialer, der kan danne geler - Laponite, et pulverformigt ler, der bruges i kosmetik og andre produkter, og alginat, et polysaccharid afledt af alger.

"Vi valgte disse materialer, fordi de er biokompatible, og de giver os mulighed for at justere de resulterende gelers flydende adfærd, "Siger Pang.

Ved hjælp af disse materialer, forskerne lavede en forskydningsfortyndende gel, der kunne injiceres og danne en stabil pude i mere end en time, hos svin. Dette ville give gastroenterologer meget mere tid til at fjerne polypper.

"Ellers, du injicerer saltopløsningen, så skifter du værktøjer, og når du er klar, er vævet lidt fladt igen. Det bliver virkelig svært at resektere ting sikkert, "Siger Traverso.

Kontrol af viskositet

Ved at variere sammensætningen af ​​gelkomponenterne, forskerne kan kontrollere funktioner som viskositeten, hvilket påvirker, hvor længe puden forbliver stabil. Hvis den skal holde længere, denne form for injicerbar gel kan være nyttig til applikationer såsom indsnævring af mave -tarmkanalen, som kan bruges til at forhindre sure opstød eller til at hjælpe med vægttab ved at få folk til at føle sig mætte. Det kan også potentielt bruges til at levere medicin til tarmkanalen, Siger Traverso.

Forskerne fandt også, at materialet ikke havde nogen skadelige bivirkninger hos svin, og de håber at kunne begynde forsøg med mennesker inden for de næste tre til fem år.

"Det er noget, vi tror, ​​kan komme hurtigt ind på patienter, "Traverso siger." Vi er virkelig begejstrede for at komme videre. "

• UM-forskere modtager $ 14 millioner fra NIH til banebrydende HIV-forskning
• Genetik kan påvirke sammensætningen af ​​mikrobiomet mere end miljøfaktorer