Slimme hechtingen om infectie te verminderen, postoperatieve monitoring te vereenvoudigen

Een nieuw antimicrobieel hechtmateriaal dat oplicht in medische beeldvorming zou een veelbelovend alternatief kunnen zijn voor mesh-implantaten en interne hechtingen.

Postoperatieve wondinfecties zijn een van de meest voorkomende medische infecties en komen voor bij 2 tot 4% van de patiënten na de operatie. Voor sommige procedures, zoals vaginale mesh-implantaten om verzakking te behandelen, kunnen de infectiepercentages veel hoger zijn, wat leidde tot een verbod op die procedure in 2018 in Australië.

Dr. Shadi Houshyar, hoofdauteur van de studie en Senior Research Fellow van de vice-kanselier, zei dat hun hechting speciaal voor dit soort procedures werd ontwikkeld in samenwerking met clinici.

“Onze slimme chirurgische hechtingen kunnen een belangrijke rol spelen bij het voorkomen van infectie en het bewaken van het herstel van de patiënt en het proof-of-concept-materiaal dat we hebben ontwikkeld heeft verschillende belangrijke eigenschappen die het hiervoor een interessante kandidaat maken”, zegt Houshyar, van RMIT University’s School van Techniek.

Laboratoriumtests op het chirurgische filament, gepubliceerd in OpenNanotoonde aan dat het gemakkelijk zichtbaar was in CT-scans wanneer het door monsters kippenvlees werd gehaald, zelfs na drie weken.

Het vertoonde ook sterke antimicrobiële eigenschappen en doodde 99% van de zeer resistente bacteriën na zes uur bij lichaamstemperatuur.

Houshyar zei dat het team niet op de hoogte was van in de handel verkrijgbare hechtproducten die deze eigenschappen combineerden.

Hoe ze het deden

Het multidisciplinaire team onder leiding van RMIT – bestaande uit nano-engineering, biomedische en textielexperts die samenwerkten met een praktiserend chirurg – gebruikte de geavanceerde textielproductiefaciliteit van de universiteit om hun proof-of-concept-materiaal te ontwikkelen.

De eigenschappen van de hechting komen voort uit de combinatie van jodium en kleine nanodeeltjes, koolstofstippen genoemd, door het hele materiaal.

Koolstofstippen zijn inherent fluorescerend vanwege hun specifieke golflengte, maar ze kunnen ook worden afgestemd op verschillende helderheidsniveaus die gemakkelijk opvallen tussen het omringende weefsel in medische beeldvorming.

Door jodium aan deze koolstofstippen te hechten, krijgen ze ondertussen hun sterke antimicrobiële eigenschappen en een grotere zichtbaarheid op röntgenfoto’s.

Houshyar zei dat koolstofnanostippen veilig, goedkoop en gemakkelijk in het laboratorium te produceren zijn met natuurlijke ingrediënten.

“Ze kunnen worden aangepast om biologisch afbreekbare hechtingen of een permanente hechting te maken, of zelfs om slechts aan één kant te kleven, waar nodig”, zei ze.

“Dit project opent veel praktische oplossingen voor chirurgen, wat vanaf het begin ons doel is geweest en de reden waarom we clinici bij het onderzoek hebben betrokken.”

Klinische mogelijkheden

Consultant colorectaal chirurg en hoogleraar chirurgie aan de Universiteit van Melbourne, Justin Yeung, was betrokken bij het onderzoek. Hij zei dat het een echte uitdaging was voor chirurgen om de precieze anatomische locatie van interne mazen op CT-scans te identificeren.

“Deze mesh stelt ons in staat om de oorzaken van symptomen beter te identificeren, de incidentie van mesh-infecties te verminderen en zal helpen bij nauwkeurige preoperatieve planning, als het nodig is om deze mesh operatief te verwijderen”, zei hij.

“Het heeft het potentieel om de resultaten van operaties te verbeteren en de levenskwaliteit van een groot deel van de vrouwen te verbeteren, bijvoorbeeld als het wordt gebruikt als vaginale mesh, door de noodzaak voor het verwijderen van geïnfecteerde mesh te verminderen.”

“Het kan ook de duur van de operatie aanzienlijk verkorten en de chirurgische nauwkeurigheid in het algemeen verhogen door de mogelijkheid om de mesh-locatie nauwkeurig te visualiseren op preoperatieve beeldvorming.”

Volgende stappen

Studie co-auteur van RMIT’s School of Health and Biomedical Sciences, professor Elisa Hill-Yardin, zei dat de volgende stappen preklinische proeven waren.

“Hoewel dit onderzoek zich in een vroeg stadium bevindt, denken we dat we iets veelbelovends op het spoor zijn dat veel mensen zou kunnen helpen en we willen heel graag spreken met industriële partners die geïnteresseerd zijn om met ons samen te werken om het verder te brengen,” zei ze.

“We zien vooral mogelijkheden in vaginale mesh-implantaten en vergelijkbare procedures.”

Het onderzoeksteam gebruikte de toonaangevende universitaire textielproductiefaciliteiten van Australië in RMIT’s Centre for Materials Innovation en Future Fashion, evenals de laboratoria van het Rapid Discovery and Fabrication-team om het proof-of-concept-materiaal te produceren.

Vervolgens is het team van plan om grotere hechtdraadmonsters te produceren voor gebruik in preklinische onderzoeken.