Chitosan מבוסס, דבק הליזר הופעל סרט דק כירורגים, 'SurgiLux': הכנה והפגנה

Summary

הייצור של רומן, הדבק גמיש סרט דק כירורגית ממרכיבי ה-FDA אשרו, chitosan וירוק indocyanine מתואר. מליטה של ​​דבק זה לרקמת collagenous באמצעות תהליך הפעלה פשוט עם ליזר נמוך מופעל אינפרא אדום הפגינה.

Abstract

תפרים הם טכנולוגיה ישנה 4000 שנה שתישאר "זהב הסטנדרטי" לסגירת פצע מכוח כוח תיקונם (~ 100 kPa ב). עם זאת, תפרים יכולים לפעול כnidus לזיהום ובנהלים רבים אינם מסוגלים לחולל תיקון פצע או להפריע לשיקום רקמות פונקציונליים. ¹ דבקי כירורגים ודבקים, כגון אלה המבוססים על פיברין וcyanoacrylates, פותחו כתחליף לתפרים ל התיקון של פצעים כאלה. עם זאת, דבקים מסחריים נוכחיים יש גם חסרונות משמעותיים, החל מהעברת נגיפים ופריונים וחוסר כוח התיקון כמו עם דבקי הפיברין, לרעילות רקמה וחוסר biocompatibility לדבקים המבוססים cyanoacrylate. יתר על כן, דבקים כירורגיים זמינים כרגע נוטים להיות מבוסס ג'ל ויכולים הרחיבו זמני ריפוי המגבילים את יישומם. ² באופן דומה, השימוש בלייזרי UV כדי להקל על מנגנוני צלב מקשר-ב 'סול המבוסס על חלבון או אלבומיןders 'יכול להוביל לניזק לדנ"א בזמן ריתוך רקמות ליזר (LTW) לתשומת ניזק תרמי לרקמות. ³ למרות החסרונות, הדבקים וLTW כבשו כ 30% משוק סגירת הפצע דיווחו להיות בעודף של 5 מליארד דולרים ארה"ב לשנה, עדות משמעותית לצורך בטכנולוגית sutureless. ⁴

במרדף האחר טכנולוגית sutureless יש לנו מנוצלים chitosan כחומר ביולוגי לפיתוח סרט גמיש, דק, דבק ניתוחי ליזר הופעל מכונה 'SurgiLux'. bioadhesive רומן זה משתמש בשילוב ייחודי של חומרים ביולוגיים ופוטוניקה שאשרו ה-FDA ושמש בהצלחה במגוון רחב של יישומים ומוצרים ביו. SurgiLux מתגבר על כל החסרונות הקשורים לתפרים ודבקים כירורגיים שוטפים (ראה טבלה 1).

במצגת זו אנו מדווחים פרוטוקול פשוט יחסית עבור הייצור של SurgiLux ולהפגיןהפעלתה הליזר וכוח ריתוך רקמות. סרטי SurgiLux לדבוק רקמת collagenous ללא שינוי כימי כגון צלב קישור ודרך הקרנה באמצעות (120 MW) ליזר אינפרא אדום נמוך יחסית מונע במקום אור UV. סרטי Chitosan יש משיכת דבק טבעית, אבל חלשה לקולגן (~ 3 kPa ב), הפעלת ליזר של chitosan המבוססים SurgiLux הסרטים מדגישה את כוחה של הידבקות זה דרך אינטראקציות שרשרת פולימר כתוצאה מהתפשטות תרמית חולפת. ⁵ ללא תהליך זה 'הפעלה' , סרטי SurgiLux יוסרו בקלות. ^6-9 SurgiLux נבדק במבחנת in vivo על מגוון רקמות כוללים עצב, מעי, מאטר וקרנית דורה. בכל המקרים שהוכיח biocompatibility טוב וניזק תרמי זניח כתוצאה מקרינה. ^6-10

Protocol

1. הכנת פתרון SurgiLux

1. הכן את פתרון 2% (v / v) של חומצה אצטית באמצעות מי deionized בכוס זכוכית נקיה; להשתמש ברדס זרימה למינרית כדי למנוע זיהום.
2. שוקל 0.02% (w / v) של chromophore, indocyanine ירוק, ICG, בצינור אפנדורף סטרילית, ולהבטיח את הצינור עטוף בנייר כסף כדי למנוע חדירת אור.
3. באמצעות פיפטה נקיה, חד פעמית, להעביר כ 1 מ"ל של תמיסת החומצה אצטית המדוללת לצינור להמסת הצבע, ללחוץ בעדינות ולשמור עטופים בנייר כסף.
4. העברת ICG solubilized לתוך הכוס ולהוסיף 2% (w / v) של אבקת chitosan לפני הוספת stirrer מגנטי סטרילי.
5. לכסות את הכוס בParafilm אז לעטוף בנייר כסף, לפני שערבבתי את התוכן בכ 125 סל"ד במשך 72 שעות בטמפרטורת חדר ובברדס זרימה למינרית.
6. מעביר את התוכן לתוך צינורות צנטריפוגות נקיים וצנטריפוגות ב15000 XG במשך 15 דקות ב 4 ° C כדי להסיר כל particulaעניין טה.
7. בזהירות להעביר את פתרון SurgiLux הירוק לתוך כוס זכוכית נקיה, לכסות באמצעות Parafilm אז לעטוף בנייר כסף, לפני האחסון במקרר למשך 12 שעות כדי להגדיל את הצמיגות של הפתרון.

2. ליהוק של SurgiLux סרטים

1. שימוש במזרק סטרילי, לוותר על 8 מ"ל של פתרון SurgiLux הקר לתוך צלחת נקיה, פטרי בקוטר מ"מ 95, ובעדינות להטות את הצלחת כדי להבטיח כיסוי מלא של הפתרון. משנה את היחס בין נפח פתרון לאזור יציקה מאפשרת שליטה בעובי הסרט, ראה איור 1.
2. הסר את כל בועות גלויות בפתרון באמצעות קצה מחט סטרילית. מכסה את התבנית בנייר כסף ומניחים במקרר כדי להסיר כל בועות שיורית בגודל מיקרון.
3. לאחר 20 דקות להסיר בזהירות את צלחת פטרי מהמקרר, מקום במכסת מנוע זרימה למינרית, מכסה בנייר כסף ולהשאיר את הפתרון להתאדות למשך 3 שבועות.
4. לאחר שיתוףאידוי mplete, ניקוד הקצוות החיצוניים של סרט SurgiLux הירוק והצלול בצלחת הפטר ובעדינות "לקלף" את הסרט ממשטח הצלחת.
5. סרט SurgiLux צריך להיות גמיש ומניפולציות בקלות מבלי לקרוע או לשבור.
6. אחסן את סרטי SurgiLux המעגליים בצלחת פטרי עטופים בנייר כסף בתנאים יבשים עד לשימוש.

3. הפעלת ליזר של סרטי SurgiLux הדבקים

1. כדי להדגים את תהליך הפעלת הליזר נשתמש פיסת רקמת בקר כגון סטייק לחתוך לגודל של 15 מ"מ רחב ואורך 20 מ"מ. מנתח את הרקמה בקו ישר באמצעות סכין כירורגית מספר 10, כדי לייצר 2 חתיכות של 15 על ידי 10 מ"מימ.
2. מקורב לשתי החתיכות של רקמות, כך שקצותיהם נוגעים אך לא חופפים, ובאמצעות קיסם אוזניים או גזה, בעדינות לקלוט את כל נוזלים עודפים.
3. בשלב בא, לחתוך חתיכת סרט SurgiLux 7 x 9 מ"מ ואורכו למקם את הסרט בזהירות על פני עמ 'החצויiece של רקמה, ולאחר מכן לחץ כלפי מטה בעדינות עם צמר גפן יבש.
4. סרטי SurgiLux מופעלים באמצעות דיודת ליזר אינפרא אדום בהגדרה של 120 mW. היות שמדובר בליזר IIIB כיתה, אמצעי בטיחות המתאימה יש לנקוט, ובכלל זה השימוש במשקפי בטיחות המתאימים לכל האדם.
5. החל בפינה, תקרין SurgiLux עם ליזר אינפרא אדום נקבע על 120 mW וגודל נקודת קרן בקוטר 1 מ"מ. להעביר את מקום אלומת האור על הסרט הירוק בשיעור של כ 1 מ"מ לשנייה. חזור על תהליך ההקרנה פעמים נוספות.

4. כוחו של התיקון

1. זהירות להבטיח את הקצוות של הרקמה במהדק של כלי בדיקת מתיחה. אנחנו משתמשים במערכת Mini55 Instron עם תא 50 ניוטון עומס. העומס המרבי, חוזק מתיחה, והסיומת בהפסקה חושבו באמצעות תוכנת מחשב Bluehill (ארה"ב). אמצעים מלפחות 10 דגימות נקבעו (n = 10).
2. קח את 'הרפוי'ולאחר מכן להפריד את חלקי רקמות בשיעור של 1 מ"מ לשנייה, עד ששתי פיסות רקמה שהוחזקו יחד ברצועה הנפרדת לחלוטין SurgiLux.

תוצאות

צנטריפוגה מובילה לפתרון שקוף ירוק, דבר המגדיל את הצמיגות לאחר אחסון ב4-6 ° C. לאחר שעמד במשך 3 שבועות, פתרון הירוק הופך לסרט SurgiLux ירוק שקוף מיקרון כ 20 עבה ו, כפי שמודגם בוידאו, הוא בקלות גמישה.

לאחר ההקרנה עם הליזר, את קשרי סרט SurgiLux לרק?...

Discussion

Chitosan ניתן להשיג במגוון משקלים מולקולריים ועם דרגות שונות של deactylation (DDA). וריאציות על טוהר chitosan עלולות להוביל לנוכחות של חלקיקים בפתרון SurgiLux; צנטריפוגה משמשת לחסל אלה ואמורים לגרום פתרון ירוק שקוף. עם זאת, סינון יכול לשמש גם כצעד ייצור נוסף או חלופי. כמו בכל עיבוד חומרי?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
שם המגיב / הציוד	חברה	מספר קטלוגים	תגובות (אופציונלי)
Chitosan	סיגמה אולדריץ	448877
Indocyanine ירוק	סיגמה אולדריץ	I2633	ידוע גם בשם Cardiogreen
חומצה אצטית	סיגמה אולדריץ	320099
דיודת ליזר אינפרא אדום עם אספקת סיבים. (808 ננומטר, 120 mW, 200 מיקרומטר ליבת Beam)	CNI לייזרים	Fc-808	מערכת משתנית עד 5 ואט חשמל
ליזר משקפי בטיחות	CNI לייזרים	LS-G
מנגנון בדיקת מתיחה	Instron Pty Ltd	5542	תא 50 N עומס