Of een operatie aan een foetus moet worden uitgevoerd, is een hartverscheurende beslissing. Dit type operatie omvat het penetreren van de zeer delicate vruchtzak, toenemende gezondheidsrisico's voor de foetus. Nu rapporteren onderzoekers de ontwikkeling van een lijm, geïnspireerd door de hardnekkige greep van mosselen op gladde rotsen, dat zou op een dag kunnen helpen het leven van de jongste patiënten te redden.

De onderzoekers presenteren hun bevindingen vandaag op de 254e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS). ACS, 's werelds grootste wetenschappelijke vereniging, houdt de vergadering hier tot en met donderdag. Het beschikt over bijna 9, 400 presentaties over een breed scala aan wetenschappelijke onderwerpen.

"Een van de grootste risico's bij het uitvoeren van operaties aan foetussen is niet de chirurgische ingreep zelf, maar het inbrengen van een foetale scoop door de vruchtzak, die erg kwetsbaar is, "Diederik Balkenende, doctoraat, zegt. "Na de operatie het kleine gaatje waar de scoop door het membraan is gegaan kan beginnen te scheuren. Als het helemaal scheurt, vroegtijdige bevalling is waarschijnlijk. Omdat deze operaties vaak in het tweede trimester worden uitgevoerd, ruim voordat de foetus volledig is ontwikkeld, vroege bevalling verhoogt het risico op foetale morbiditeit. Een kleefstof die kan voorkomen dat de vruchtzak scheurt, kan de foetus helpen langer in de baarmoeder te blijven, wat mogelijk zou kunnen leiden tot een gezondere toekomst voor de baby."

Een bekend voorbeeld van een ernstig geboorteafwijking waardoor een foetus in aanmerking komt voor een operatie, is spina bifida. Het is een aandoening waarbij de neurale buis - het deel dat de hersenen en het ruggenmerg van de baby wordt - zich niet goed ontwikkelt of sluit.

Om dergelijke problemen een paar decennia geleden op te lossen, chirurgen moesten de buik en baarmoeder van een vrouw opensnijden. Nutsvoorzieningen, artsen kunnen dunne endoscopische hulpmiddelen gebruiken om operaties uit te voeren door een klein gaatje. Nog altijd, om de foetus te bereiken, de instrumenten moeten de vruchtzak binnendringen, dat niet kan genezen of gemakkelijk dichtgenaaid kan worden omdat het zo kwetsbaar is. Het afdichten met een lijm is een uitdaging omdat het membraan nat is; aanvullend, het leveren van een chirurgische lijm na de operatie is een grote hindernis.

Om het probleem van natte hechting aan te pakken, onderzoekers hebben zich tot mosselen gewend voor inspiratie. Mosselen produceren kleverige stoffen waardoor ze zich in natte omgevingen aan rotsen en scheepsrompen kunnen hechten, zelfs onder beukende golven. Het ontwikkelen van nabootsingen van deze stoffen voor chirurgisch gebruik houdt in dat ze in hydrogels worden omgezet. Maar voor deze omzetting zijn tot nu toe chemische crosslinkers nodig geweest die giftig kunnen zijn voor foetussen.

Balkenende, een postdoctoraal onderzoeker in het lab van Philip Messersmith, doctoraat, aan de Universiteit van Californië, Berkeley wilde de crosslinkers elimineren. Dus injecteerde hij een zelfklevend ingrediënt van de mosselvoet genaamd dihydroxyfenylalanine, of DOPA, in een speciaal polymeer dat kan oplossen in een biocompatibel oplosmiddel. De oplossing kan vervolgens in een spuit worden opgezogen. Om hun materiaal te testen, de onderzoekers gebruikten stukjes van een membraan dat het hart van een koe omringt als model van de vruchtzak. Ze brachten de oplossing met de spuit aan op overlappende stukken nat, filmachtige weefsels. Bij contact met vocht op de weefsels, het mengsel werd onmiddellijk rubberachtig. Na ongeveer een uur, de lijm set en hield de stukken bij elkaar.

Maar zelfs met het juiste polymeer en oplosmiddel, de onderzoekers moesten nog uitzoeken hoe de oplossing zou kunnen werken in een echte operatie.

"Het repareren van een gat in de vruchtzak is een enorme technische uitdaging, Messersmith zegt. "Dus naast het nieuwe polymeer dat we maken, we benaderen de levering vanuit een nieuwe hoek, dat is wat we pre-sealing noemen. Door het vloeibare polymeer tussen de binnenwand van de baarmoeder en de vruchtzak te injecteren en het voor de operatie te laten uitharden, kan de mechanische ondersteuning worden geboden die nodig is om te voorkomen dat het gaatje scheurt en een catastrofale breuk veroorzaakt."

Om de lijm in de klinische praktijk te krijgen, is extra werk nodig. De onderzoekers perfectioneren hun lijm nog en onderzoeken de biocompatibiliteit. Preklinische dierproeven moeten ook worden voltooid, zegt Balkenende.