Инновационный гидрогелевый имплантат может применяться для обратимой стерилизации и лечения эндометриоза

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Advanced Materials, исследователи Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) и Межотраслевого научно-исследовательского института Empa предствавили первый биосовместимый гидрогелевый имплантат, предназначенный для использования в фаллопиевых трубах, который может использоваться для обратимой окклюзии маточных труб и предотвращения развития эндометриоза.

Около 10% женщин страдают эндометриозом. Однако до сих пор неясно, что именно вызывает это заболевание. Теорий возникновения эндометриоза несколько, однако суть одной из них заключается в возникновении так называемой ретроградной менструации, когда содержимое матки забрасывается по фаллопиевым трубам в брюшную полость. Клетки эндометрия, оседают в брюшной полости и могут вызвать воспаление, боль и образование рубцовой ткани.

Около четырех лет назад Инге Херрманн пополнила свою исследовательскую группу на кафедре механики и проектирования технологических процессов в ETH и Empa. Новым сотрудником стал старший врач, специализирующийся в гинекологии, который стремился проводить клинические исследования. Такого рода междисциплинарное сотрудничество было экспериментом для всей команды.

Их первоначальной целью было превратить гидрогель в новый вид контрацептивов для женщин. Однако после того, как исследовательская группа поговорила с гинекологом, они поняли, что имплантация гидрогеля для закупорки маточных труб также может помочь предотвратить эндометриоз.

«Мы понимали, что имплантат должен быть изготовлен из чрезвычайно мягкого геля, похожего по консистенции на детское желе, который не воздействует на естественные ткани и не подвергается обработке и отторжению как инородное тело», — объясняет Александр Антис, ведущий автор исследования.

Имплантат в своем первоначальном виде имеет размер около двух миллиметров, но после введения его в полость маточных труб при помощи гистероскопа, во время контакта с жидкостью, гидрогель разбухает, увеличиваясь в два раза, становясь преградой и для сперматозоидов, и для менструальной крови. Гидрогелевая основа имплантата легко разрушается под действием ультрафиолета и специально разработанного раствора, поэтому процедура может быть обратима.

Преимущество гидрогелей в том, что они набухают при контакте с жидкостью. В результате длина нового имплантата составляет примерно два миллиметра. Но после имплантации в фаллопиевы трубы в ходе нехирургической процедуры с использованием гистероскопа - инструмента для осмотра полости матки — имплантат увеличивается более чем вдвое по сравнению с первоначальным размером. Гидрогель становится барьером как для сперматозоидов, так и для крови.

«Наш гидрогелевый имплантат можно легко и быстро разрушить с помощью ультрафиолетового излучения или специального раствора, так что реципиентам не придется прибегать к инвазивной и рискованной операции, если они решат отменить процедуру», - говорит Херрманн.

Одной из самых сложных задач было достижение правильного баланса между стабильностью и разрушаемостью. Ученые стремились обеспечить совместимость и стабильность имплантата.

С этой целью исследователи сначала провели эксперименты ex-vivo на фаллопиевых трубах человека и животных, которые, например, были удалены в ходе лечения рака яичников. Затем они протестировали свою инновацию на живой свинье, через три недели гидрогелевый имплантат все еще был на месте, и не было никаких признаков каких-либо реакций организма на инородное тело.

Поскольку эндометриоз - это заболевание человека, сложно сказать, как гидрогелевый имплантат будет вести себя в долгосрочной перспективе после установки в фаллопиевых трубах, особенно если реципиенты занимаются интенсивными физическими нагрузками, такими как спорт. Более того, пока неясно, достаточно ли одной только блокировки маточных труб для предотвращения эндометриоза.

«Мы просмотрели базы данных, чтобы найти данные о пациентках с эндометриозом, которым удалили фаллопиевы трубы», - рассказывает Херрманн. Такие случаи могут показать, действительно ли эта мера останавливает развитие эндометриоза в брюшной полости, - добавляет ученая.

До настоящего времени было проведено очень мало исследований в области материаловедения, технологической инженерии и гинекологии. Но это жизненно важная область исследований. Ученые надеются, что их работа станет значимым шагом в правильном направлении контрацепции и лечения эндометриоза.

Марина КЫН