במחקר שפורסם לאחרונה ב חומרים מתקדמיםחוקרים פיתחו שתלי הידרוג'ל בעלי תאימות ביולוגית, המגיבים לגירויים לחסימת חצוצרות הפיכה, המספקים אמצעי מניעה ומונעים אנדומטריוזיס (רקמה דמוית רחם צומחת מחוץ לרחם).
מחקר: אמצעי מניעה מכניים הפיכים וטיפול באנדומטריוזיס באמצעות הידרוג'לים מגיבים לגירוי. קרדיט תמונה: Ws Studio1985/Shutterstock.com
רקע כללי
החצוצרות חיוניות להפריה, מה שהופך את קשירת החצוצרות לשיטת מניעה נפוצה בארצות הברית (ארה"ב), אם כי למעלה מ-10% מהנשים מתחרטות על כך עקב סיבוכים או הרצון בילדים.
חיבור מחדש הוא מורכב ולעתים קרובות נכשל. חלופות כמו מכשיר Essure נתקלו בבעיות. הידרוג'לים המגיבים לגירויים מראים הבטחה לחסימת חצוצרות הפיכה, ומציעים אמצעי מניעה יעילים ומניעת אנדומטריוזיס פוטנציאלית על ידי חסימת הווסת הרטרוגרדית (דם הווסת זורם לאחור לתוך חלל האגן). דרוש מחקר נוסף כדי לשפר את היעילות, הבטיחות וההפיכות שלהם.
לגבי המחקר
כל הכימיקלים, למעט פורמלין (ROTIHistofix 4%, ROTH) ופולי(אתילן גליקול) אקרילט מתכלה די-פוטו-מתכלה (PEGdiPDA), התקבלו מ-Sigma-Aldrich. PEGdiPDA סונתז ונשמר בחושך.
אקרילאמיד N-(2-Hydroxyethyl) מטוהר (NHEA) ופולי(אתילן גליקול) דיאקרילט (PEGdiacrylate) שימשו להכנת הידרוג'ל, הוזרק לצינורות טפלון, פילמר וייבוש. חצוצרות טריות מ-SBZ Schlachtbetrieb Zürich AG שימשו טריות או מאוחסנות ב-20 מעלות צלזיוס. תאי רירית הרחם (12Z) וחומרי תרבית תאים הגיעו מ-Applied Biological Materials Inc (Abm).
הוכן נוזל ביציות מדומה (SOF), תוך התאמת ה-pH ל-7.2. תערובות מאסטר של הידרוג'ל עם מונומרים ו-crosslinkers ספציפיים אוחסנו ושימשו ליצירת ג'לים, שנבדקו לאחר מכן עבור התנפחות ב-SOF.
לניתוח נעשה שימוש בספקטרום אינפרא אדום עם טרנספורמציה של פורייה ומיקרוסקופ אלקטרוני סריקה (SEM), בעוד שיציבות הג'ל נבדקה בנוזל הצפק האנושי. מדידות ריאולוגיות העריכו תכונות ויסקו אלסטיות וקינטיקה של פירוק.
דגם רחם מודפס בתלת מימד המדמה החדרת ג'ל באמצעות היסטרוסקופ. ציטוטוקסיות ג'ל נבדקה עם תאי פיברובלסט עורי אנושי נורמלי (NHDF) באמצעות מבחן לקטאט דהידרוגנאז (LDH). מחקרי היתכנות in vivo בחזירונים כללו השתלת הידרוג'ל וניטור של 21 יום.
בדיקות לחץ פרץ מדדו את היעילות של חסימת הידרוג'ל בחצוצרות. ג'לים פוטו-לאביליים וג'לים מתכלים לתיול הופקו באמצעות תמיסות אור וגלוטתיון, בהתאמה.
אנליזה היסטולוגית וניסויים המחקים וסת רטרוגרדית עם תאי רירית הרחם וזרע חזירים העריכו חסימת הידרוג'ל. הנתונים נותחו סטטיסטית והוצגו כממוצע ± סטיית תקן.
תוצאות המחקר
החסימה התפקודית של החצוצרה תוך שימוש בהידרוג'לים מתכלים לגירויים חוסמת ביעילות את מעבר הזרע, הביציות ותאי רירית הרחם, ובכך מעכבת את ההפריה ומונעת היווצרות פקקים של רירית הרחם בחלל הצפק.
נחקרו שני קומפוזיציות ברורות אך קשורות מבחינה כימית של הידרוג'לים מתכלים. שתי המערכות כללו בעיקר מלח נתרן פולי(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid) (PAMPS) ופולי(N-(2-hydroxyethyl) אקרילאמיד) (PNHEA) הסופג.
PAMPS סיפקו יחסי נפיחות גבוהים, בעוד שמונומרים של NHEA מנעו נפיחות יתר וחוסר יציבות. שני הידרוג'לים עם מנגנוני פירוק שונים, אור מול הפחתה, תוכננו באמצעות קרוסלינקרים שונים.
הידרוג'לים פוטו-לאביליים (PL-Gel) נוצרו עם קרוסלינקר מבוסס PEG, PEGdiPDA, בתערובת של 40% משקל של PAMPS ו-PNHEA. הידרוג'לים אלה התפרקו תחת קרינת אור (λ = 365 ננומטר) תוך 30 דקות.
הידרוג'לים מתכלים (TD-Gels) נוצרו באמצעות צולב דיסולפיד, BAC, בתערובת PAMPS ו-NHEA של 25% ופורקו תוך 30 דקות בחשיפה לגלוטתיון ביולוגית (GSH). שני ההידרוג'לים תוכננו להתכלות בטווח זמן רלוונטי מבחינה קלינית, מה שמבטיח יישום מעשי לחסימת חצוצרות הפיכה.
מיקום ההידרוג'ל הוערך באמצעות יישום דומה למיקום הניתוחי של מכשיר Essure. נוצרו הידרוג'לים רכים, מיובשים והוחדרו לחצוצרה דרך היסטרוסקופ.
במגע עם רקמה, ההידרוג'לים התנפחו, וחסמו את הצינור תוך שעות. אם היה מעוניין בהיפוך של חסימת חצוצרות, ניתן היה לפרק את ההידרוג'לים הללו באמצעות נוזלים המכילים אור או תיול.
יכולת ההתנפחות באתר והקינטיקה של ההידרוג'לים נאמדו על ידי טבילתם ב-SOF. רמת הנפיחות הושגה תוך 4-6 שעות, עם יחסי נפיחות סופיים של 12 (PL-Gel) ו-16 (TD-Gel).
שיווי המשקל הנפיחות הגבוה יותר של TD-Gels נבע משבר משקל הפולימר הנמוך יותר וריכוז המצולבים. היציבות ארוכת הטווח של ההידרוג'לים הוכחה על ידי דגירה בנוזל צפק אנושי וב-SOF, מה שהראה שהם נשארו שלמים במשך יותר משישה חודשים.
ניתוח ריאולוגי העריך את התכונות הויסקו-אלסטיות ואת קינטיקה של הפירוק של ההידרוג'לים. מודולי האחסון של ההידרוג'לים היו דומים לרקמת החצוצרה החזירית, מה שמצביע על לא עיוות משמעותי עקב נפיחות. PL-Gels הראו קינטיקה של פירוק מהיר יותר בעת נפיחות, וזה יתרון ליישום קליני.
הציטו-תאימות הוערכה באמצעות מבחן שחרור LDH עם תאי פיברובלסט, המראה ציטוטוקסיות זניחה של ההידרוג'לים ותוצרי הפירוק שלהם. ניתוח היסטולוגי של חצוצרות חזיריות לאחר השתלה in vivo במשך שלושה שבועות הראה תאימות רקמות טובה וללא נזק או דפורמציה משמעותיים.
היישום הניתוחי דומה במודל רחם בקנה מידה אנושי, המדגים בהצלחה את החדרת ההידרוג'לים באמצעות טכניקות גינקולוגיות נפוצות. הדמיית אולטרסאונד אישרה חסימה יעילה של החצוצרות.
בדיקות לחץ פרץ הראו כי הידרוג'לים נפוחים לחלוטין חסמו ביעילות את החצוצרות, ועמדו בלחצים גבוהים משמעותית מהלחצים הפיזיולוגיים הרגילים.
ניסויים במבחנה הדגימו את הפוטנציאל של ההידרוג'לים למנוע מחזור ומעבר זרע בדירוג, והראו ששום תאים או זרע לא יכולים לעבור דרך החצוצרות החסומות.
מסקנות
לסיכום, עבודה זו הציעה חומרים פולימריים עם פירוק לפי דרישה שניתן להפעיל לחסימה הפיכה, מתווכת נפיחות, של החצוצרות כאמצעי מניעה לא הורמונלי ואפשרות מכנית למניעת נדידת תאי רירית הרחם.
ההידרוג'לים המגיבים לגירויים הפגינו נפיחות ותכונות ויסקו אלסטיות חיוביות, חסימה מלאה תחת לחצים פיזיולוגיים, קשיחות נמוכה וציטוטוקסיות זניחה.
ניתוח היסטולוגי של חצוצרות חסומות במודל של חזרזיר לא הראה נזק, מה שמעיד על סיכון נמוך לפיברוזיס. הפירוק הושג באמצעות קישורים צולבים מתכלים או מתכלים.
ההידרוג'לים מנעו מעבר תאי רירית הרחם והראו מגע איתן עם החצוצרות ללא השפעות שליליות. חומרים אלו מציעים אמצעי מניעה הפיך מבטיח ופוטנציאל לטיפול באנדומטריוזיס.
