Rețelele 3D degradabile de ultimă generație oferă speranță pentru repararea prolapsului de organe pelvine

Prolapsul organelor pelvine (POP) este o afecțiune debilitantă care afectează peste 50% dintre femeile în vârstă și 25% dintre femeile de toate vârstele. Costurile medicale asociate POP depășeau deja 1 miliard USD anual în SUA cu 25 de ani în urmă, iar prevalența acestei afecțiuni este așteptată să crească semnificativ în următorii 40 de ani.
Prolapsul organelor pelvine apare prin hernierea organelor pelvine (vezica urinară, uterul, vaulta vaginală sau intestinul) în interiorul vaginului sau chiar în afara corpului. Principalul factor cauzator este trauma indusă în timpul nașterii vaginale, care duce la deteriorarea mușchilor planșeului pelvin, pereților vaginali și ligamentelor de suspensie. Factorii de risc includ nașterile multiple, vârsta, indicele de masă corporală ridicat, constipația cronică și tusea persistentă.

Tratamentul prolapsului de organe pelvine include metode conservatoare precum fizioterapia și folosirea pesarilor vaginali, dar 19% dintre paciente necesară intervenții chirurgicale. Plasele transvaginale din polipropilenă (PP) au fost utilizate în trecut pentru reducerea recurenței prolapsului, dar au fost interzise în SUA, UK, Australia și Noua Zeelandă din cauza complicațiilor severe precum eroziunea, expunerea, durerea cronică și integrarea tisulară deficitară. Din acest motiv, este necesară dezvoltarea unor implanturi inovatoare care să ofere o mai bună integrare tisulară, reducerea inflamației și evitarea complicațiilor postoperatorii.

Metodologie și proiectarea plasei imprimate 3D

Studiul realizat de cercetătorii Institutului Hudson Dr. Kallyanashis Paul și profesorul asociat șef de grup Shayanti Mukherjee investighează utilizarea plaselor imprimate 3D prin electroscriere topită (MEW), o tehnologie avansată care permite proiectarea unor structuri biomimetice personalizate. Au fost fabricate plase degradabile cu arhitecturi fibrotice multistratificate, cu diverse unghiuri de depunere a fibrelor și porozități variabile. Aceste structuri au fost testate în modele animale preclinice: implantare subcutanată la soareci și implantare vaginală la oi, pentru a evalua integrarea tisulară, degradarea implanturilor și răspunsul imun la material.

Rezultate

Proiectarea și arhitectura plasei MEW

Plasele imprimate 3D au fost fabricate cu trei unghiuri de depunere a fibrelor (90°, 45° și 22,5°) și au prezentat diferențe semnificative în porozitate și interconectivitate. Geometria cu un unghi de 22,5° a produs cele mai compacte structuri fibrotice, cu dimensiuni optime ale porilor (≤47,3 µm), favorizând integrarea celulară și regenerarea tisulară.

Caracterizarea mecanică

Proprietățile mecanice au fost evaluate prin teste de tracțiune, care au arătat că plasele cu un unghi de 22,5° au avut o elasticitate și o capacitate de absorbție a tensiunii mai mare comparativ cu celelalte structuri. De asemenea, aceste plase au avut o rată de deformare mai redusă și o capacitate crescută de a susține sarcini, indicând o mai bună adaptare la forțele fiziologice.

Răspunsul imun și integrarea tisulară

• Implanturile cu unghi de 22,5° au generat un răspuns inflamator semnificativ mai redus decât cele cu unghiuri mai mari.
• S-a observat o scădere a macrofagelor proinflamatorii (M1) și o creștere a macrofagelor antiinflamatorii (M2), sugerând o tranziție favorabilă către regenerarea tisulară.
• La 6 săptămâni, plasele cu unghi de 22,5° au avut cele mai subțiri capsule fibroase, indicând o mai bună integrare cu țesutul gazdă.

Validarea în modelul animal de prolaps vaginal la oi

Pentru a confirma rezultatele, plasele au fost implantate în vaginul oilor. La o săptămână post-implantare, plasele cu unghi de 22,5° au prezentat o integrare tisulară superioară, cu formare crescută de colagen nou și un răspuns inflamator minim.

Concluzii

Acest studiu demonstrează că optimizarea geometriei plasei imprimate 3D poate reduce inflamația, facilita integrarea tisulară și minimiza riscurile postoperatorii în chirurgia POP. Plasele cu unghi de depunere de 22,5° au fost cele mai eficiente, oferind o soluție promițătoare pentru tratarea prolapsului pelvin cu risc redus de complicații.