Un nou design de stent ar putea îmbunătăți tratamentul scurgerilor gastrice
În fiecare an, aproximativ 250.000 de americani suferă o gastrectomie în manșon, una dintre cele mai comune intervenții chirurgicale de pierdere în greutate din Statele Unite.
Pentru majoritatea pacienților, recuperarea decurge fără probleme. Dar pentru un mic procent – între unu și trei la sută în cazurile de rutină și până la unu din zece în intervențiile chirurgicale de revizuire – procedura poate lăsa în urma o scurgere gastric, în care fluidul scapă din stomac și formează un abces.
Tratamentul acestor scurgeri poate fi un proces îndelungat. Medicii se bazează de obicei pe drenajul intern endoscopic, introducând un tub mic din plastic numit stent cu dublu pigtail prin peretele stomacului pentru a permite drenarea fluidului. Însă dispozitivele utilizate de obicei sunt concepute pentru căile biliare, nu pentru cavitățile ciudat conturate create de scurgerile gastrice.
Această necorespundere este semnificativă. Stentele se pot deplasa, drena lent și necesită proceduri repetate până când scurgerea se rezolvă.
Acum, cercetătorii de la Universitatea New York afirmă că au descoperit o abordare mai bună prin modificarea formei stentului. Rezultatele lor au fost publicate în Advanced Healthcare Materials.
Prototipul lor, numit stentul Lily, este primul produs al unui cadru de design pe care cercetătorii l-au denumit PETALS, pentru Soluția Personalizată de Drenaj Endoscopic Transmural al Abceselor, o abordare matematică pentru optimizarea formei drenului pentru fluide biologice complexe, pe care echipa afirmă că ar putea fi aplicată dincolo de scurgerile gastrice la alte provocări de drenare din organism.
Folosind simulări pe computer și modelare matematică, cercetătorii au constatat că lungimea și diametrul interior au fost cele mai importante, în timp ce capetele ancorate răsucite au avut un efect minim asupra fluxului de fluid. Contraintuitiv, un tub mai larg nu drenează mai bine. Creșterea diametrului interior micșorează spațiul din jurul exteriorului stentului, prin care se deplasează de fapt majoritatea fluidului. Aceasta înseamnă că topografia exterioară, nu volumul interior, este factorul principal care determină performanța drenării.
Această idee reprezintă baza cadru PETALS. Prin optimizarea matematică a geometriei suprafeței exterioare pentru vâscozitatea și presiunea fluidului gastric, echipa a ajuns la noul stent, o structură în șase părți care creează rute mai eficiente pentru fluid să se deplaseze în jurul dispozitivului.
„Cheia constă în faptul că geometria secțiunii transversale a tubului, în special suprafața exterioară, determină în mod fundamental viteza cu care fluidul se deplasează prin el și în jurul lui. Nu ne limităm doar la a-l fabrica dintr-un material diferit. Îi schimbăm forma pentru a-l face să funcționeze mai bine”, a declarat Khalil Ramadi.
Dacă rezultatele se confirmă și dincolo de laborator, beneficiile ar putea fi semnificative. Aproximativ 2.500 de persoane din Statele Unite necesită tratament anual pentru scurgeri gastrice după intervenția chirurgicală bariatrică. Drenajul mai rapid ar putea scurta recuperarea și reduce necesitatea procedurilor repetate, diminuând atât povara asupra pacienților, cât și costurile îngrijirii medicale.
Dispozitivul este încă în stadiu incipient de dezvoltare. Până în prezent, a fost testat doar în simulări și modele de bancă. Studiile pe animale vor fi necesare înainte ca acesta să se apropie de utilizarea clinică.
Stentul Lily s-a dovedit, de asemenea, mai flexibil decât dispozitivul comercial din polietilenă pe care este menit să-l înlocuiască, o caracteristică asociată cu o toleranță mai bună din partea pacienților și reducerea daunei tisulare. În studiile pe animale pe termen scurt, țesutul din jurul materialului implantat nu a prezentat diferențe semnificative față de țesutul din jurul polietilenei standard, un indicator timpurie al biocompatibilității.
Cercetătorii subliniază că geometria constantă a secțiunii transversale a designului Lily ar permite fabricarea sa prin metode convenționale de extrudare, fără a necesita spitalelor investiții în infrastructura de imprimare 3D.
„Lucrarea noastră schimbă accentul de la simpla plasare a unui stent la ingineria funcției sale la un nivel structural”, a spus Parima Phowarasoontorn. „În loc de tuburi simple, introducem designuri ale secțiunii transversale care îmbunătățesc drenajul, rămânând compatibile cu procedurile existente de livrare endoscopică.”
Cercetarea privind stentul Lily urmează anunțului laboratorului lui Ramadi despre capsula CORAL, o pilulă ingerabilă cu o structură asemănătoare coralilor care captează bacteriile din intestinul subțire, permițând cercetătorilor să studieze comunitățile microbiene care contribuie la anumite boli. Ambele dispozitive se bazează pe geometria naturii pentru a rezolva probleme medicale cu care instrumentele convenționale s-au luptat.
