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Sutura chirurgica: un’innovazione ispirata ai nostri tendini

Un gel per rivestire le suture chirurgiche potrà sostituire le tradizionali suture ruvide, l'ispirazione viene dall'osservazione dei tendini.

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La tradizionale sutura chirurgica potrebbe essere sostituita da una nuova generazione di suture in grado di somministrare farmaci, prevenire infezioni, monitorare le ferite e soprattutto con proprietà meccaniche più adeguate al corpo umano. I ricercatori della McGill University hanno descritto nel loro studio, pubblicato su Science Advances, un approccio innovativo per delle suture ispirate ai nostri tendini.

La sutura chirurgica

La sutura è una metodica chirurgica utilizzata per riunire i margini di una ferita o tessuti e organi vari. Per fare ciò, si utilizzano delle fibre che possono essere di tipo mono filamento o multi filamento. Le suture possono essere progettate sia per degradarsi che per rimanere permanentemente nel corpo, a seconda dei diversi casi.

chirurgia

L’utilizzo delle suture è indispensabile per le procedure chirurgiche generali e garantisce prestazioni affidabili e facilità di implementazione. Per realizzare le suture chirurgiche sono utilizzati diversi materiali, come le plastiche degradabili o non degradabili, le proteine come il collagene e anche i metalli.

Tuttavia, in alcuni casi si può incorrere in complicanze chirurgiche o post chirurgiche dovute alle scarse proprietà biomeccaniche delle suture. Spesso infatti, si tratta di materiali rigidi in contrasto con i tessuti molli, questo potrebbe comportare delle infiammazioni o potrebbe compromettere l’esito curativo. In particolare, per le suture multi filamento, la superficie ruvida potrebbe comportare lo strofinamento con i tessuti di contatto e il conseguente danneggiamento in caso di tessuti fragili.

Recentemente, sono state ideate suture con funzionalità per la gestione delle ferite, ad esempio per somministrare farmaci o con capacità antibatterica. Restano comunque alcune limitazioni legate ai complessi processi di fabbricazione, ai costi elevati e ai limiti delle loro proprietà biomeccaniche. Perciò, la ricerca di nuove strategie per migliorare le tecnologie di sutura è ancora in corso.

I ricercatori della McGill University hanno sviluppato delle suture chirurgiche innovative in gel, ispirate al tendine umano. Si tratta di un gel resistente in grado di ridurre i danni tipicamente causati dalle suture tradizionali, in quanto l’attrito con i tessuti circostanti è ridotto ed inoltre fornisce anche le sostanze necessarie per la riparazione dei tessuti.

Suture di nuova generazione

Per lo sviluppo di questa nuova tecnologia, i ricercatori si sono ispirati alla meccanica dei tendini. In particolare, all’endotenonio che incapsula le fibre di collagene. Sono partiti da questa idea, considerando che si tratta di strutture forti e dure in grado di legare e tenere unite le fibre di collagene, inoltre è presente anche l’elastina per il rafforzamento di tali strutture.

I tendini rappresentano il mezzo per il quale la maggioranza dei muscoli scheletrici si inserisce sull’osso, costituendo l’unità muscolo-tendinea. I tendini sono costituiti da una sostanza resistente, il collagene ed una più elastica, l’elastina. Le fibre di collagene si raggruppano in fasci incapsulati ed avvolti da tessuto connettivo reticolare chiamato endotenonio.

Le nuove suture chirurgiche sono perciò costituite da un rivestimento gel resistente ma anche flessibile. I ricercatori hanno infatti rivestito la tradizionale sutura chirurgica con un idrogel che ha un’eccellente biocompatibilità. La modifica effettuata ha permesso di garantire migliori proprietà meccaniche ed una superficie capace di ridurre l’attrito tra i tessuti durante l’utilizzo.

Una nuova sutura chirurgica
Immagine al microscopio elettronico a scansione della sezione trasversale della sutura ideata. Credits: Zhenwei Ma, McGill University.

Un trattamento personalizzato

Questa nuova tecnologia potrebbe fornire versatilità nelle applicazioni, in quanto i ricercatori hanno anche dimostrato le capacità di somministrare farmaci tramite l’utilizzo di queste suture. Questo potrebbe permettere di prevenire le infezioni ma anche una riparazione efficiente dei tessuti. Inoltre, la capacità di carico del farmaco può essere regolata variando la concentrazione della sostanza o anche lo spessore del rivestimento in idrogel. Questo contribuisce a rendere la tecnologia più vantaggiosa anche rispetto alle recenti innovazioni delle suture.

L’utilizzo di questa tecnologia consentirebbe anche il monitoraggio delle ferite tramite immagini nel vicino infrarosso, questo sarebbe utile anche per regolare la strategia di trattamento per una migliore guarigione. Perciò, queste innovative tecnologie aprirebbero la strada verso nuove direzioni che consentirebbero di ottenere un trattamento personalizzato per i pazienti.