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Method Article
In dieser Studie wird ein Tischmodell vorgestellt, das entwickelt wurde, um die Kompatibilität von Wundauflagenmaterialien mit Unterdruck-Wundtherapiesystemen zu bewerten, indem der Druck und die Flüssigkeitsansammlung über 72 Stunden unter kontinuierlichen und intermittierenden Druckeinstellungen bewertet werden.
Unterdruck-Wundtherapiesysteme (NPWT) erleichtern die Wundheilung, indem sie subatmosphärischen Druck auf das Wundbett ausüben, was die Bildung von Granulationsgewebe fördert und Entzündungen reduziert. Wundauflagen können mit diesen Systemen verwendet werden, um die Heilung zu verbessern. Die Auswirkungen von Verbänden auf die Leistung von NPWT-Geräten sind jedoch nur schwer zu bewerten. Der Zweck dieser Studie bestand darin, ein Tischmodell für das Fleischanalogon zu entwickeln, um die Kompatibilität von Wundverbandsmaterialien mit NPWT-Geräten zu testen. In dieser Studie wurde ein Chitosan-basiertes fortschrittliches Wundversorgungsgerät auf seine Auswirkungen auf die NPWT-Leistung unter maximalem und minimalem Therapiedruck untersucht. Ziel war es, mit dem Modell die Druckmesswerte und die Flüssigkeitsentnahme für Proben mit und ohne Chitosan-Wundversorgungsgerät zu vergleichen. Das Tischmodell wurde aus einer Kunststoffbox konstruiert, die mit mehreren Manometern verbunden war. An einem Stück Schweinebauch wurde ein kreisförmiger Defekt erzeugt, der als Fleischanalogon verwendet und in die Schachtel eingeführt wurde. Der Defekt wurde mit Standard-NPWT-Schaum oder Schaum in Kombination mit der Wundauflage gefüllt. Simulierte Körperflüssigkeit, die Rinderserum enthielt, wurde in die Box gegeben, die dann entweder bei maximalem (-200 mmHg) oder minimalem (-25 mmHg) Druck für 72 h getestet wurde. Der Druck und die Flüssigkeitsaufnahme wurden alle 12 Stunden aufgezeichnet. Das NPWT-System hielt den Druck über den Testzeitraum von 72 Stunden sowohl mit als auch ohne die Testverbände erfolgreich aufrecht. Die Zugabe der Wundauflagen hatte keinen Einfluss auf die Flüssigkeitssammlung. Die Testbox erwies sich als Tischmodell, da sie abgedichtet werden konnte und über den Testzeitraum von 72 Stunden unter Vakuumbedingungen gehalten werden konnte. Dieses Modell hat seine Nützlichkeit bei der Bewertung der Kompatibilität von Wundauflagenmaterialien mit NPWT-Systemen erfolgreich unter Beweis gestellt.
Es gibt verschiedene therapeutische Ansätze, um das Management und den Heilungsprozess von Wunden zu unterstützen. Zu diesen therapeutischen Ansätzen gehören fortschrittliche Wundauflagen, Wachstumsfaktoren, hyperbare Sauerstofftherapie, Hautersatzstoffe und Unterdruck-Wundtherapie (NPWT)1. NPWT bezieht sich auf Wundverbandssysteme, die kontinuierlich oder intermittierend einen subatmosphärischen Druck auf das System ausüben, der einen Unterdruck auf die Wundoberfläche ausübt. NPWT hat sich zu einer beliebten Behandlungsmethode für die Behandlung akuter oder chronischer Wundenentwickelt 2. Das NPWT-System besteht aus einem offenzelligen Schaumstoff, einem adhäsiven Wundverband, einem Flüssigkeitsauffangsystem und einer Absaugpumpe3. Die Saugpumpe oder das Vakuum wird verwendet, um einen gleichmäßigen Druck auf die Wunde aufrechtzuerhalten, was dazu beiträgt, die Durchblutung zu erhöhen und das Infektionsrisiko zu verringern4. NPWT fördert die Bildung von Granulationsgewebe, indem es Flüssigkeit aus der Wunde entfernt und Schwellungen reduziert1. Klinisch reicht der für Wunden verwendete Saugdruck von -20 mmHg bis -200 mmHg, aber der relevanteste getestete Druck liegt bei -125 mmHg5.
Ex-vivo-Experimente mit NPWT sind eine Herausforderung, da es an geeigneten Tischmodellen für die Tests mangelt. Zu den aktuellen Methoden zum Testen von NPWT-Systemen gehören Computersimulationen der Finite-Elemente-Analyse (FEA), mit denen getestet wurde, wie sich NPWT auf die Inzisionsstellenauswirkt 6. Andere Modelle umfassen Benchtop-Agar-basierte Wickelmodelle, die zum Testen der Flüssigkeitsaufnahme verwendet werden können7. In vivo wurden auch Schweinemodelle verwendet, um die Wundheilung zu untersuchen8. Diese Modelle haben Vorteile, wie z. B. dass sie einfach auf einem Computer zu simulieren sind, um vorherzusagen, wie eine Wunde theoretisch heilen sollte, sowie dass sie testen, wie Flüssigkeit durch ein Modellmaterial gezogen wird. In-vivo-Tests sind maßgeblich, um festzustellen, ob das System bei lebenden Probanden funktioniert8. Diese Modelle haben alle auch Nachteile. Eine Computersimulation stellt möglicherweise nicht genau dar, wie eine Wunde im wirklichen Leben heilen würde. Ein Agar-basiertes Modell kann eine gute Flüssigkeitsansammlung zeigen, die durch die Wunde gezogen wird, aber möglicherweise nicht, wie Flüssigkeit durch Gewebe und Muskeln gezogen wird7. In-vivo-Modelle sind teuer und erfordern erhebliche Ressourcen, um eine Studie abzuschließen. Außerdem kann es schwierig sein, Tiere halb unbeweglich zu halten, so dass es zu Herausforderungen kommen kann, wenn sie am System ziehen, was zu verwirrenden Ergebnissen führen kann.
Für NPWT wird ein Tischmodell benötigt, damit neue Materialien für die Verwendung mit dem System mit echtem Gewebe getestet werden können. Das neue Modell soll in der Lage sein, widerzuspiegeln, wie die Flüssigkeitsansammlung durch Gewebe und Muskeln beeinflusst wird. Das neue Modell sollte auch in der Lage sein, Druckmesswerte im Wundbett zu liefern, um festzustellen, ob die Wunde so viel Druck erhielt, wie die Vakuumpumpe lieferte. Es können auch neue Materialien/Geräte getestet werden, wie z. B. zusätzliche Wundauflagen, verschiedene Arten von Schaum und verschiedene Klebeverbände auf der Wunde.
Bestimmte Wunden erfordern zusätzliche Wundauflagen, um den Heilungsprozess zu unterstützen und das Infektionsrisiko zu verringern. Ein weiterer Grund, warum zusätzliche Wundauflagenmaterialien erforderlich sein können, besteht darin, das Einwachsen von Gewebe zwischen der Oberfläche des Wundbettes und dem offenzelligen Schaum zu verhindern. Dieser zusätzliche Verband verringert das Risiko, dass das Wundbett an dem offenzelligen Schaum haftet, was dazu beiträgt, Schäden und Schmerzen beim Stoppen des NPWT-Systems9 zu reduzieren. Diese zusätzlichen Verbände können um den offenzelligen Schaum gelegt werden, um als Barrieremembran zwischen dem Wundbett und dem Schaum zu wirken. Als Schnittstelle zwischen dem Wundbett und dem Schaum wurden bestimmte Materialien verwendet, wie z. B. Paraffin oder in Vaseline eingebettete Gaze. Paraffin hat ein positives Potenzial als Wundverband gezeigt, indem es die Druckübertragung vom System auf den Boden9 nicht beeinflusst. Es wurde jedoch berichtet, dass in Vaseline eingebettete Gaze die Flüssigkeitsansammlung hemmt und daher nicht als geeignetes zusätzliches Material angesehen wurde9.
Wundauflagen auf Chitosanbasis können aufgrund ihrer antimikrobiellen Wirkung und Biokompatibilität ein guter zusätzlicher Verband sein, der während der NPWT hinzugefügt werdenkann 10,11. Chitosan ist ein N-deacetyliertes Derivat von Chitin, einem natürlichen Polysaccharid, das in Pilzen und Arthropoden vorkommt12,13. Chitosan hat inhärente antibakterielle Eigenschaften in einem breiten Spektrum gramnegativer und grampositiver Bakterien gezeigt14. Daher sind Chitosan-Membranen bei der Behandlung von Wunden populär geworden, da sie leicht herzustellen sind, eine lange Haltbarkeit haben und eine angeborene antimikrobielle Wirkung aufweisen10. Diese Membranen weisen außerdem eine gute Biokompatibilität und einen guten biologischen Abbau auf und sind ungiftig10.
In dieser Studie wurde Foundation DRS, ein fortschrittliches Wundversorgungsgerät für Chitosan und Glykosaminoglykan, untersucht, um seine Biokompatibilität mit NPWT zu bestimmen. Foundation DRS ist ein biologisch abbaubares dermales Regenerationsgerüst, das für ideale Handhabungseigenschaften und Porosität hergestellt wird, um die Zellinvasion und Neo-Angiogenese in Wunden zu fördern. Dieses Gerät ist vorteilhaft für die Heilung bei einer Reihe von verschiedenen Verletzungen und Anwendungen. Es wurde für den Einsatz bei einer Vielzahl von Wunden entwickelt, wie z. B. Druckgeschwüren, diabetischen Fußgeschwüren, Verbrennungen ersten Grades, Traumawunden, dehiszierten Wunden und chirurgischen Wunden10,11. Foundation DRS ist aufgrund seines Herstellungsprozesses, der verhindert, dass sich das Gerät bei Nässe in ein Hydrogel verwandelt, eine gute Option für den Einsatz in NPWT. Dieses Gerät behält bei Benetzung eine offene Porenstruktur bei, die das Fließen der Flüssigkeit während der Anwendung von NPWT12,13 ermöglichen sollte.
Das Ziel dieser Studie war es, ein Benchtop-Flesh-Analogon-Modell zu entwickeln, mit dem die Kompatibilität von Wundverbandsmaterialien mit NPWT-Geräten getestet werden kann. Klinisch liegen die Drücke bei den meisten NPWT-Anwendungen zwischen -80 mmHg und -125 mmHg4. Um die Worst-Case-Bedingungen für den klinischen Einsatz zu simulieren, wurde eine höhere und niedrigere Druckeinstellung verwendet (-25 mmHg und -200 mmHg). Ein weiteres Ziel dieser Studie war es, festzustellen, ob die Zugabe des Chitosan-Wundversorgungsgeräts die Druckmesswerte und die Flüssigkeitssammlung des NPWT beeinträchtigt. Störungen bei der Flüssigkeitssammlung oder Druckverluste während der NPWT können zu einer schlechten Wundheilung und schlechten klinischen Ergebnissen führen. Die Flüssigkeitsentnahme sollte ähnlich wie bei den Testgruppen mit und ohne Chitosan-Wundversorgungsgerät erfolgen. Auch die Druckwerte sollten in den Testgruppen über 72 h ähnlich sein. Im klinischen Umfeld wird der Wundverband alle 48-72 h gewechselt, so dass jede Probe in dieser Studie 72 h lang getestet wurde3. Während der Prüfung sollten die Druckmesswerte beobachtet werden, um sicherzustellen, dass es nicht zu einem Druckabfall kommt.
Die Einzelheiten zu den Reagenzien und der Ausrüstung, die in dieser Studie verwendet wurden, sind in der Materialtabelle aufgeführt.
1. Erstellung der Testbox
2. Zubereitung von Flesh-Analoga
3. Beladung der Prüfkammer
4. Entstehung der simulierten Körperflüssigkeit
5. Prüfbedingungen
6. Statistische Analyse
Ziel der Studie war es, ein Benchtop-Modell für NPWT zu entwickeln, das ein Gewebeanalogon verwendet, und mit dem Modell die Verträglichkeit von Wundverbandsmaterialien mit einem Unterdruck-Wundtherapiegerät zu untersuchen. Das Modell wurde verwendet, um zu untersuchen, ob das NPWT-Gerät in der Lage war, den Druck über die Zeit aufrechtzuerhalten, indem ein Wundversorgungsgerät hinzugefügt wurde. Das Modell wurde auch verwendet, um zu bestimmen, ob sich der erzeugte Druck und die ...
Es gibt einige Tischmodelle für NPWT, aber sie haben erhebliche Einschränkungen. Loveluck et al. entwickelten ein FEA-Computermodell, um zu bestimmen, wie sich NPWT auf die Nahtschnittstellen auswirkte, berücksichtigten jedoch keine zusätzlichen Wundverbandsmaterialien6. Rycerz et al. entwickelten Agar-basierte Modelle, um die Verteilung der Instillationslösung auf Wunden während NPWT7 zu bewerten. Während der Agar ein Medium zur Beu...
Diese Arbeit wurde durch einen Zuschuss von Bionova Medical, Inc. (Germantown, TN) unterstützt.
Diese Forschung wurde mit Hilfe des Department of Biomedical Engineering der University of Memphis und von Bionova Medical ermöglicht.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
100x antibiotics/mycotics | Gibco | 15240062 | This is the 100X antibiotics/antimycotics used in the simulated body fluid |
3 M KCI ACTIV.A.C Therapy System | KCI Mdical Products | VFTR006619 | This is the vacuum pump used in the study. |
3 M KCI InfoV.A.C Canister w/Gel 500 mL | eSutures.com | M8275063 | These are the fluid collection canisters used in the study |
3 M KCI V.A.C GranuFoam Medium Dressing Kit, SensaT.R.A.C | eSutures.com | M8275052 | These are the wound dressing packs with the vacuum nozzle including the open cell foam. |
Bovine Serum | Gibco | 16170086 | This was used to mix with the simulated body fluid and the antibiotics/antimycotics |
Calcium Chloride | Fisher Scientific | C614-500 | This was used to create the simulated body fluid |
Excel/Powerpoint | Microsoft Office | N/A | This was used to run the statistics and create the schematic for Figure 1 |
Foundation DRS Solo | BioNova Medical | N/A | This is the advanced chitosan wound care device used in the study. |
Hydrochloric Acid | Fisher Scientific | SA54-1 | This was used to create the simulated body fluid |
Magensium Chloride | Fisher Scientific | M33-500 | This was used to create the simulated body fluid |
Phosphate buffered saline | Thermo Scientific | J62036.K3 | This was used to dilute the 100x antibiotic/antimycotic to 10x |
Potassium Chloride | SIGMA | P-3911 | This was used to create the simulated body fluid |
Potassium Phosphate Dibasic | Fisher BioReagents | BP363-500 | This was used to create the simulated body fluid |
PRM Vacuum Gauge 0 to -10 in Hg | PRM Filtration | PGCNBTY630652J10HG | Two pressure gauges are needed for the testing chamber. |
Salted Pork Belly | Hormel Food Corporations | UPC: 0003760037988 | Salted pork belly can be bought from Kroger. It cannot be sliced. It is best to pick samples that have less fat, and more muscle. |
Sodium Bicarbonate | SIGMA | S5761-500G | This was used to create the simulated body fluid |
Sodium Chloride | Fisher Scientific | S640-500 | This was used to create the simulated body fluid |
Sodium Sulfate | Fisher Scientific | BP166-100 | This was used to create the simulated body fluid |
Tris(hydroxymethyl) aminomethane | Fisher Scientific | BP152-500 | This was used to create the simulated body fluid |
Tupperware Brands Corp, Kissimmee , FL | Tupperware | N/A | This is the box used as the testing chamber. |
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