MIT-Forscher entwickeln neues Material, das die Entfernung von Dickdarmpolypen erleichtern könnte

In den Vereinigten Staaten werden jedes Jahr mehr als 15 Millionen Koloskopien durchgeführt. und in mindestens 20 Prozent davon Gastroenterologen entfernen präkanzeröse Wucherungen aus dem Dickdarm. Beseitigung dieser Läsionen im Frühstadium, als Polypen bekannt, ist der beste Weg, um die Entwicklung von Dickdarmkrebs zu verhindern.

Um das Risiko eines Dickdarmrisses während dieses Verfahrens zu verringern, Ärzte injizieren oft eine Kochsalzlösung in den Raum unter der Läsion, Bildet ein "Kissen", das den Polypen anhebt, damit er leichter sicher entfernt werden kann. Jedoch, Dieses Kissen hält nicht lange.

MIT-Forscher haben jetzt eine Alternative entwickelt - eine Lösung, die als Flüssigkeit injiziert werden kann, sich aber im Gewebe in ein festes Gel verwandelt. wodurch ein stabileres und länger anhaltendes Kissen entsteht.

Das macht für den Gastroenterologen, der den Eingriff durchführt, wirklich einen großen Unterschied. um sicherzustellen, dass es einen stabilen Bereich gibt, den sie dann mit endoskopischen Instrumenten resezieren können."

Giovanni Traverso, Assistenzprofessor am Department of Mechanical Engineering des MIT und Gastroenterologe am Brigham and Women's Hospital

Traverso ist leitender Autor der Studie, die in der 30. Juli-Ausgabe von . erscheint Fortgeschrittene Wissenschaft . Die Hauptautoren der Studie sind die ehemaligen MIT-Postdocs Yan Pang und Jinyao Liu. Andere Autoren sind die MIT-Studentin Zaina Moussa, technische Mitarbeiterin Joy Collins, ehemaliger Techniker Shane McDonnell, Abteilung für Vergleichende Medizin Tierärztin Alison Hayward, Brigham and Women's Hospital Gastroenterologe Kunal Jajoo, und David H. Koch Institutsprofessor Robert Langer.

Ein stabiles Kissen

Während viele Dickdarmpolypen harmlos sind, einige können schließlich krebsartig werden, wenn sie nicht entfernt werden. Gastroenterologen führen dieses Verfahren häufig während einer routinemäßigen Koloskopie durch. Verwenden Sie ein Lasso-ähnliches Werkzeug, um das Gewebe zu schlingen, bevor Sie es abschneiden.

Dieses Verfahren birgt ein gewisses Risiko, die Auskleidung des Dickdarms zu zerreißen, Aus diesem Grund injizieren Ärzte normalerweise Kochsalzlösung in den Bereich direkt unter der Auskleidung, Submukosa genannt, um den Polypen von der Oberfläche des Dickdarms abzuheben.

"Was das bewirkt, ist diese Gewebeschichten kurz zu trennen, und es gibt einem einen kleinen erhöhten Bereich, so dass es einfacher ist, die Läsion zu verfangen, " sagt Traverso. "Die Herausforderung besteht darin, dass sich Kochsalzlösung sehr schnell auflöst, Wir haben also nicht immer genug Zeit, um einzugreifen und einzugreifen, und muss möglicherweise Kochsalzlösung erneut injizieren."

Die Entfernung komplexer Läsionen kann 10 bis 20 Minuten dauern. oder noch länger, aber das Kochsalzkissen hält nur wenige Minuten. Forscher haben versucht, die Polster durch Zugabe von Verdickungsmitteln wie Gelatine und Zellulose langlebiger zu machen. Diese sind jedoch sehr schwer durch die schmale Nadel zu injizieren, die für das Verfahren verwendet wird.

Um das zu überwinden, Das MIT-Team beschloss, ein scherverdünnendes Gel zu entwickeln. Diese Materialien sind unter normalen Bedingungen halbfeste Gele, aber wenn Kraft auf sie ausgeübt wird, ihre Viskosität nimmt ab und sie fließen leichter. Das bedeutet, dass das Material einfach durch eine schmale Nadel injiziert werden kann, dann wieder in ein festes Gel verwandeln, sobald es in das Dickdarmgewebe austritt.

Scherverdünnende Gele können aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt werden. Für diesen Zweck, entschieden sich die Forscher für eine Kombination aus zwei biokompatiblen Materialien, die Gele bilden können – Laponite, ein pulverförmiger Ton, der in Kosmetika und anderen Produkten verwendet wird, und Alginat, ein aus Algen gewonnenes Polysaccharid.

„Wir haben uns für diese Materialien entschieden, weil sie biokompatibel sind und es uns ermöglichen, das Fließverhalten der resultierenden Gele abzustimmen. ", sagt Pang.

Mit diesen Materialien, die Forscher stellten ein scherverdünnendes Gel her, das injiziert werden konnte und für mehr als eine Stunde ein stabiles Kissen bildete, bei Schweinen. Dies würde Gastroenterologen viel mehr Zeit geben, um etwaige Polypen zu entfernen.

"Andernfalls, Sie injizieren die Kochsalzlösung, dann wechselst du werkzeuge, Und wenn Sie fertig sind, ist das Taschentuch wieder ziemlich flach. Es wird wirklich schwierig, Dinge sicher zu resezieren, “, sagt Traverso.

Kontrolle der Viskosität

Durch Variation der Zusammensetzung der Gelkomponenten, die Forscher können Eigenschaften wie die Viskosität, was beeinflusst, wie lange das Kissen stabil bleibt. Wenn es länger hält, Diese Art von injizierbarem Gel könnte für Anwendungen wie die Verengung des Magen-Darm-Trakts nützlich sein, die verwendet werden könnte, um saurem Reflux zu verhindern oder bei der Gewichtsabnahme zu helfen, indem Menschen sich satt fühlen. Es könnte möglicherweise auch verwendet werden, um Medikamente in den Darmtrakt zu bringen, Traverso sagt.

Die Forscher fanden auch heraus, dass das Material bei Schweinen keine schädlichen Nebenwirkungen hatte. und sie hoffen, innerhalb der nächsten drei bis fünf Jahre mit Studien an menschlichen Patienten beginnen zu können.

"Wir glauben, dass dies ziemlich schnell bei den Patienten ankommen kann. " sagt Traverso. "Wir freuen uns sehr, es voranzubringen."

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