Los científicos inventan un sistema de catéter para proporcionar el camino del pegamento activado por la electricidad

Este dispositivo podría eventualmente reemplazar la necesidad de una cirugía abierta o de ojo de cerradura para reparar o reparar defectos en los vasos sanguíneos internos.

Después de insertar el catéter en un vaso sanguíneo apropiado, el parche de pegamento, apodado ‘Voltaglue’, puede guiarse a través del cuerpo hasta donde está el desgarro y luego activarse usando electrodos retráctiles para pegarlo en minutos, todo sin realizar un solo corte quirúrgico .

Patentado por científicos de NTU y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), Voltaglue es un nuevo tipo de adhesivo que funciona en ambientes húmedos y se endurece cuando se aplica voltaje.

El catéter que utiliza Voltaglue ha sido desarrollado conjuntamente por el profesor asociado Terry Steele de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la NTU, la ex estudiante graduada de la NTU, la Dra. Manisha Singh, ahora en el MIT, y la profesora asociada Ellen Roche del Departamento de Ingeniería Mecánica y del Instituto de Medicina. Ingeniería y Ciencias en MIT, EE. UU.

Este dispositivo de catéter es la primera aplicación de prueba de concepto de Voltaglue en un entorno médico desde que fue inventado por Assoc Prof Steele en 2015.

Su investigación fue publicada en la revista científica revisada por pares. Avances en la ciencia en abril.

El profesor Steele dijo: «El sistema que hemos desarrollado es potencialmente la respuesta a la necesidad médica actualmente no satisfecha de una técnica mínimamente invasiva para reparar fístulas arteriovenosas (una conexión anormal entre una arteria y una vena) o fugas vasculares, sin la necesidad de abrir cirugía. Con Voltaglue y el dispositivo de catéter, abrimos la posibilidad de no tener que hacer incisiones quirúrgicas para parchear algo en el interior: podemos enviar un dispositivo a base de catéter para hacer el trabajo «.

Una nueva forma de reparar vasos sanguíneos rotos

El sistema de catéter consta de dos componentes:

i) El parche adhesivo que contiene Voltaglue llamado ePATCH, que se aplica al globo del catéter,

ii) un catéter modificado con cables retráctiles que transportan corriente eléctrica, llamado CATRE.

El equipo demostró en experimentos de laboratorio en el corazón de un cerdo que el parche Voltaglue puede administrarse de manera segura y eficaz en una variedad de situaciones, incluida la resistencia a la presión arterial alta pulsante en arterias como la aorta.

El dispositivo se utilizó para cerrar un defecto de 3 mm en una aorta de cerdo explantada conectada a un corazón falso bajo un flujo continuo de 10 ml de sangre por minuto.

El catéter flexible se inserta primero y se guía a través del vaso sanguíneo. Una vez en el punto de ruptura, el globo se expande para cubrir la herida con el parche Voltaglue.

Se envía una pequeña carga eléctrica a través de los dos cables para activar el parche. La dureza del pegamento se puede ajustar cambiando la cantidad de voltaje aplicado, un proceso llamado electrocurado. Esto permite que el parche se adapte a varios tipos de superficies de tejido, desde tejido aórtico relativamente liso hasta las superficies más desiguales e irregulares de los injertos vasculares sintéticos.

El parche comienza a fraguar después de 20 segundos y se endurece completamente en 3 a 5 minutos. Después del endurecimiento, el parche «pega» eficazmente el vaso roto, sellando así los dos extremos rotos cerrados. Luego se retiran los alambres, el globo desinflado y el catéter.

En este experimento, el equipo dejó el parche en el corazón del cerdo durante 1,000 ciclos de estrés / tensión fisiológica (latidos), que, a 70 latidos por minuto, fue de aproximadamente 15 minutos. Cuando se examinó la aorta después del experimento, se encontró que el parche todavía estaba sellando con éxito el espacio.

La primera autora del artículo, la Dra. Manisha Singh, ex de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la NTU, dijo: «Voltaglue se diferencia de otros adhesivos en el mercado en que se activa por tensión, es estable en ambientes húmedos y puede Se adhieren a los textiles. suave, lo que lo hace adecuado y eficaz para la reparación de los vasos sanguíneos. Combinándolo con los catéteres existentes disponibles comercialmente, hemos desarrollado un nuevo mecanismo de administración que es mínimamente invasivo, pero flexible y adaptable. Este sistema se muestra prometedor para una amplia gama de aplicaciones médicas, ya que la idoneidad del parche podría adaptarse a las necesidades del paciente «.

Una forma infalible de reparar desgarros en una variedad de órganos y vasos

El catéter está diseñado para su uso en vasos de entre 7,5 y 30 mm, lo que lo hace adecuado para sellar defectos en órganos y vasos como la aorta, los intestinos y el esófago.

Tanto Voltaglue como el parche están hechos con material bioabsorbible, que es completamente degradable y se disuelve en unas pocas semanas.

Estas propiedades hacen que el catéter sea adecuado para aplicaciones potenciales como injertos vasculares, un procedimiento quirúrgico común para redirigir el flujo sanguíneo de un área a otra o para aislar el flujo sanguíneo a los tumores con el fin de matarlos.

Al dar un comentario independiente sobre esta innovación, el profesor Andrew Chin, consultor senior del Departamento de Microcirugía Reconstructiva y de la Mano del Hospital General de Singapur, dijo: «La aplicación clínica de este dispositivo en la administración de bioadhesivos tiene un enorme potencial no solo para la anastomosis vascular (vaso conexión), pero otras fijaciones de tejidos blandos que reducen significativamente el tiempo que se tarda en completar en este momento actual cuando se utilizan materiales de sutura «.

Con base en sus hallazgos, los investigadores predicen que algún día el dispositivo de catéter podría usarse para colocar parches para reparar defectos de nacimiento como agujeros en la pared del corazón.

El equipo de investigación ha presentado una patente conjunta para este dispositivo, compartida entre MIT y NTUitive, la empresa empresarial e innovadora de NTU.

El potencial comercial del sistema de catéter destaca el compromiso de NTU con la innovación en su Plan Estratégico 2025 recientemente anunciado, que tiene como objetivo traducir la investigación en productos y resultados que mejoren la calidad de vida.