Kann diese Technik die rekonstruktive Chirurgie revolutionieren?
Eine neue, schnelle und einfache Technik zur Umformung von Knorpel und anderem lebenden Gewebe könnte die Art und Weise verändern, wie Chirurgen bestimmte rekonstruktive Eingriffe durchführen, beispielsweise die Reparatur von Septumabweichungen.
Die Urheber der neuen Technik haben sie gestern auf dem Nationalen Treffen und der Ausstellung der American Chemical Society im Frühjahr 2019 in Orlando, FL, beschrieben. Die Methode schlägt eine innovative Methode vor, um Knorpel und anderes kollagenhaltiges Gewebe leicht und ohne Narbenbildung umzuformen.
Das Forschungsteam vom Occidental College in Los Angeles, Kalifornien, und der University of California in Irvine erklärt, dass ein Großteil der rekonstruktiven Chirurgie, wie Eingriffe zur Neugestaltung von Nase oder Ohren, invasiv ist und zu Narben führen kann .
Solche Verfahren umfassen das Durchschneiden von lebendem Gewebe, das Einschnitzen in Knorpel, das Nähen der Haut und mögliche Narben nach dem Eingriff sowie eine lange Erholungsphase.
Die neue Technik würde jedoch nach Angaben der Entwickler fast alle diese Unannehmlichkeiten beseitigen.
„Wir stellen uns diese neue Technik als kostengünstiges Büroverfahren vor, das unter örtlicher Betäubung durchgeführt wird“, sagt einer der Hauptentwickler, Michael Hill, Ph.D.
"Der gesamte Vorgang würde etwa 5 Minuten dauern."
Michael Hill, Ph.D.
Die neue Technik und ihre Einsatzmöglichkeiten
Ohren und Teile der Nase enthalten Knorpel, eine Art Gewebe, das aus losen Strängen von Kollagenfasern besteht, die spezielle Makromoleküle zusammenhalten. "Wenn Sie [diese Struktur] aufheben würden, würden die Stränge nicht auseinanderfallen, aber es wäre eine Diskette", erklärt Hill.
Darüber hinaus enthalten verschiedene Arten von Knorpel negativ geladene Proteine und positiv geladene Natriumionen, die in unterschiedlichen Dichten vorliegen und bestimmen, ob der Knorpel zäher oder weicher ist.
Durch verschiedene Experimente fanden Hill und Kollegen heraus, dass, wenn sie elektrischen Strom mit einer konstanten Spannung durch den Knorpel liefern würden, dies das Wasser in diesem Gewebe bestimmen und es in seine Bestandteile - Sauerstoff- und Wasserstoffionen oder Protonen - aufteilen würde.
In diesem Fall neutralisieren die positiv geladenen Protonen die negativ geladenen Proteine, wodurch der Knorpel weicher und leichter umformbar wird. Wie Hill es ausdrückt: "Sobald das Gewebe schlaff ist, können Sie es in jede gewünschte Form bringen."
Um die Wirksamkeit dieser Methode zu testen, beschlossen die Forscher, sie am Ohr eines Kaninchens auszuprobieren, an einem Ohr zu arbeiten, das normalerweise aufrecht sitzt, und es so umzuformen, dass es verbogen bleibt.
Das Verfahren beinhaltete, dass das Team ein Lokalanästhetikum auftrug, dann mit Mikronadeln winzige Elektroden in das Gewebe einführte und einige Minuten lang konstanten elektrischen Strom anlegte. Nachdem sie den Knorpel erweicht hatten, nahm er die Form einer vorgefertigten 3D-Form in der gewünschten Form an.
Im Kaninchenmodell konnte der Ohrknorpel nach dem Abschalten des elektrischen Stroms und dem Entfernen der Form aushärten und die neue, gebogene Form beibehalten.
Diese neue Technik, so das Team, verursacht nicht die Schmerzen und Narben eines typischen Umbauvorgangs.
Während die Methode auf kosmetische Eingriffe anwendbar sein könnte, betonen die Forscher, dass sie auch für Menschen nützlich sein würde, die beispielsweise eine Septumabweichung haben, die ihre Atmung beeinträchtigt oder mit unbeweglichen Gelenken zu tun haben.
Die Forscher glauben auch, dass sie diese Methode anpassen könnten, um die Hornhaut, die vordere, äußerste Schicht des Auges, die auch Kollagen enthält, neu zu formen. Wenn die Hornhaut zu kurvig ist, kann dies zu Kurzsichtigkeit führen. Wenn Sie daher einen Weg finden, diese minimalinvasive Technik für die Augenchirurgie anzupassen, werden die Korrekturverfahren für die Hornhaut viel einfacher.
Derzeit versuchen Hill und Kollegen, ihre innovative Technik bei engagierten Unternehmen zu lizenzieren, die medizinische Geräte herstellen. Sie erkennen jedoch an, dass sie, bevor diese Verfahren für den Menschen verfügbar werden, zuerst Sicherheits- und Wirksamkeitstests in klinischen Studien bestehen müssen.
