MIT -forskere utvikler nytt materiale som kan gjøre det lettere å fjerne tykktarmspolypper

Mer enn 15 millioner koloskopier utføres i USA hvert år, og i minst 20 prosent av dem, gastroenterologer ender opp med å fjerne forstadier til kreft fra tykktarmen. Eliminerer disse lesjonene på et tidlig stadium, kjent som polypper, er den beste måten å forhindre tykktarmskreft i å utvikle seg.

For å redusere risikoen for å rive tykktarmen under denne prosedyren, leger injiserer ofte en saltoppløsning i rommet under lesjonen, danner en "pute" som løfter polyppen slik at den er lettere å fjerne trygt. Derimot, denne puten varer ikke lenge.

MIT -forskere har nå utviklet et alternativ - en løsning som kan injiseres som væske, men blir til en fast gel når den når vevet, skape en mer stabil og lengre pute.

Det gjør virkelig en stor forskjell for gastroenterologen som utfører prosedyren, for å sikre at det er et stabilt område som de deretter kan resektere ved hjelp av endoskopiske verktøy. "

Giovanni Traverso, assisterende professor ved MITs avdeling for maskinteknikk og en gastroenterolog ved Brigham og Women's Hospital

Traverso er seniorforfatter av studien, som vises i 30. juli -utgaven av Avansert vitenskap . Hovedforfatterne av studien er tidligere MIT -postdoktorer Yan Pang og Jinyao Liu. Andre forfattere inkluderer MIT bachelor Zaina Moussa, teknisk medarbeider Joy Collins, tidligere tekniker Shane McDonnell, Veterinær avdeling for komparativ medisin Alison Hayward, Brigham og Women's Hospital gastroenterolog Kunal Jajoo, og David H. Koch Institute Professor Robert Langer.

En stabil pute

Mens mange tykktarmspolypper er ufarlige, noen kan til slutt bli kreftfrie hvis de ikke fjernes. Gastroenterologer utfører ofte denne prosedyren under en rutinemessig koloskopi, ved hjelp av et lassolignende verktøy for å felle vevet før du kutter det av.

Denne prosedyren medfører en viss risiko for å rive slimhinnen i tykktarmen, derfor injiserer leger vanligvis saltvann i området like under foringen, kalt submucosal space, å løfte polyppen vekk fra overflaten av tykktarmen.

"Det som gjør er å skille disse vevslagene kort, og det gir en litt hevet område, så det er lettere å fange lesjonen, "Traverso sier." Utfordringen er at saltvann forsvinner veldig raskt, så vi har ikke alltid nok tid til å gå inn og gripe inn, og må kanskje reinjisere saltvann. "

Komplekse lesjoner kan ta 10 til 20 minutter å fjerne, eller enda lenger, men saltvannsputen varer bare i noen få minutter. Forskere har prøvd å gjøre putene lengre ved å legge til fortykningsmidler som gelatin og cellulose, men de er svært vanskelige å injisere gjennom den smale nålen som brukes til prosedyren.

For å overvinne det, MIT-teamet bestemte seg for å lage en skjærfortynnende gel. Disse materialene er halvfaste geler under normale forhold, men når makt påføres dem, viskositeten minker og de flyter lettere. Dette betyr at materialet enkelt kan injiseres gjennom en smal nål, slå deretter tilbake til en fast gel når den kommer ut i tarmvevet.

Skjærfortynnende geler kan lages av mange forskjellige typer materialer. For dette formålet, forskerne bestemte seg for en kombinasjon av to biokompatible materialer som kan danne geler - Laponite, en pulverformig leire som brukes i kosmetikk og andre produkter, og alginat, et polysakkarid avledet fra alger.

"Vi valgte disse materialene fordi de er biokompatible og de lar oss justere den flytende oppførselen til de resulterende gelene, "Sier Pang.

Ved å bruke disse materialene, forskerne lagde en skjærfortynnende gel som kunne injiseres og danne en stabil pute i mer enn en time, hos griser. Dette vil gi gastroenterologer mye mer tid til å fjerne polypper.

"Ellers, du injiserer saltvannet, så bytter du verktøy, og når du er klar, er vevet flatt igjen. Det blir veldig vanskelig å resektere ting trygt, "Sier Traverso.

Kontrollerer viskositeten

Ved å variere sammensetningen av gelkomponentene, forskerne kan kontrollere funksjoner som viskositeten, som påvirker hvor lenge puten forblir stabil. Hvis den skal vare lenger, denne typen injiserbar gel kan være nyttig for applikasjoner som innsnevring av GI -kanalen, som kan brukes til å forhindre acid reflux eller for å hjelpe til med vekttap ved å få folk til å føle seg mette. Det kan også potensielt brukes til å levere medisiner til tarmkanalen, Sier Traverso.

Forskerne fant også at materialet ikke hadde noen skadelige bivirkninger hos gris, og de håper å starte forsøk på menneskelige pasienter i løpet av de neste tre til fem årene.

"Dette er noe vi tror kan komme inn i pasienter ganske raskt, "Traverso sier." Vi er veldig glade for å gå videre. "

• UM-forskere mottar 14 millioner dollar fra NIH for banebrytende HIV-forskning
• Genetikk kan påvirke sammensetningen av mikrobiomet mer enn miljøfaktorer