Name: tape: a biodegradable hemostatic glue inspired by a ubiquitous compound in plants for surgical application
Uploaded: 2016-06-08T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about TAPE: A Biodegradable Hemostatic Glue Inspired by a Ubiquitous Compound in Plants for Surgical Application at JoVE.com

This study was supported by National Research Foundation of South Korea: Mid-career scientist grant (2014002855), and Ministry of Industry, Trade, and Natural Resources: World Premier Material Development Program. This work is also supported by in part by Center for Nature-inspired Technology (CNiT) in KAIST Institute for NanoCentury (KINC).

Tutto cura degli animali e gli esperimenti vengono eseguiti secondo il protocollo etico fornito dalla KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) IRB (Institutional Review Board). Formazione 1. TAPE <ol><li> Per preparare una soluzione TA, collocare una fiala di vetro 4 ml dimensioni su un agitatore magnetico, e aggiungere 1 ml di acqua distillata con una barra di agitazione. Aggiungere 1 g di acido tannico alla fiala, e sciogliere nell&#39;acqua da blanda agitazione a 200 rpm per più di 1 ora....

<ol>
	<li>Leggat, P. A., Smith, D. R., Kedjarune, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+applications+of+cyanoacrylate+adhesives:+a+review+of+toxicity.">Surgical applications of cyanoacrylate adhesives: a review of toxicity.</a> ANZ J Surg. 77 (4), 209-213 (2007).</li><li>MacGillivray, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibrin+Sealants+and+Glues.">Fibrin Sealants and Glues.</a> J Cardiac Surg. 18 (6), 480-485 (2003).</li><li>Radosevich, M., Goubran, H. A., Burnouf, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibrin+sealant:+scientific+rationale,+production+methods,+properties+and+current+clinical+use.">Fibrin sealant: scientific rationale, production methods, properties and current clinical use.</a> Vox. Sang. 72 (3), 133-143 (1997).</li><li>Nomori, H., Horio, H., Suemasu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+efficacy+and+side+effects+of+gelatin-resorcinol+formaldehyde-glutaraldehyde+(GRFG)+glue+for+preventing+and+sealing+pulmonary.">The efficacy and side effects of gelatin-resorcinol formaldehyde-glutaraldehyde (GRFG) glue for preventing and sealing pulmonary.</a> Surg. Today. 30 (3), 244-248 (2000).</li><li>Duarte, A. P., Coelho, J. F., Bordado, J. C., Cidade, M. T., Gil, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+adhesives:+Systematic+review+of+the+main+types+and+development+forecast.">Surgical adhesives: Systematic review of the main types and development forecast.</a> Prog. Polym. Sci. 37 (8), 1031-1050 (2012).</li><li>Bhatia, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+injuries.">Traumatic injuries.</a> Biomaterials for clinical applications. , 213-258 (2010).</li><li>Bouten, P. J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+chemistry+of+tissue+adhesive+materials.">The chemistry of tissue adhesive materials.</a> Prog.Polym. Sci. 39 (7), 1375-1405 (2014).</li><li>Annabi, N., Tamayol, A., Shin, S. R., Ghaemmaghami, A. 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P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein-based+medical+adhesives.">Protein-based medical adhesives.</a> Trends.Biotechnol. 8 (2), 53-57 (1990).</li><li>Bilic, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injectable+candidate+sealants+for+fetal+membrane+repair:+bonding+and+toxicity+in+vitro.">Injectable candidate sealants for fetal membrane repair: bonding and toxicity in vitro.</a> Am J Obstet Gynecol. 202 (1), 1-9 (2010).</li><li>Mehdizadeh, M., Weng, H., Gyawali, D., Tang, L., Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injectable+citrate-based+mussel-inspired+tissue+bioadhesives+with+high+wet+strength+for+sutureless+wound+closure.">Injectable citrate-based mussel-inspired tissue bioadhesives with high wet strength for sutureless wound closure.</a> Biomaterials. 33 (32), 7972-7980 (2012).</li><li>Ryu, J. 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Sci. Technol. 24 (13), 2059-2077 (2010).</li><li>Lomova, M. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multilayer+Capsules+of+Bovine+Serum+Albumin+and+Tannic+Acid+for+Controlled+Release+by+Enzymatic+Degradation.">Multilayer Capsules of Bovine Serum Albumin and Tannic Acid for Controlled Release by Enzymatic Degradation.</a> ACS Appl Mater Interfaces. 7 (22), 11732-11740 (2015).</li><li>Shin, M., Ryu, J. H., Park, J. P., Kim, K., Yang, J. W., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA/Tannic+Acid+Hybrid+Gel+Exhibiting+Biodegradability,+Extensibility,+Tissue+Adhesiveness,+and+Hemostatic+Ability.">DNA/Tannic Acid Hybrid Gel Exhibiting Biodegradability, Extensibility, Tissue Adhesiveness, and Hemostatic Ability.</a> Adv Funct Mater. 25 (8), 1270-1278 (2015).</li><li>Kozlovskaya, V., Kharlampieva, E., Drachuk, I., Chenga, D., Tsukruk, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responsive+microcapsule+reactors+based+on+hydrogen-bonded+tannic+acid+layer-by-layer+assemblies.">Responsive microcapsule reactors based on hydrogen-bonded tannic acid layer-by-layer assemblies.</a> Soft Matter. 6 (15), 3596-3608 (2010).</li><li>Oh, D. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid,+efficient,+and+facile+solution+for+dental+hypersensitivity:+The+tannin-iron+complex.">A rapid, efficient, and facile solution for dental hypersensitivity: The tannin-iron complex.</a> Sci Rep. 5, 10884 (2015).</li></ol>

Abbiamo sviluppato una nuova classe di emostatico adesivo chiamato TAPE ispirato l&#39;interazione molecolare resistente all&#39;acqua di un composto polifenolico di derivazione vegetale, TA. TA è un tannino idrolizzabile rappresentante che ha attirato l&#39;attenzione in modo significativo a causa della sua anti-ossidanti, anti-batteriche, anti-mutagene, e anti-cancerogene. Il processo di creazione di TAPE è estremamente semplice, scalabile, ed ecologico, in quanto è solo la miscelazione...

In un decennio, gli sforzi sono stati fatti per sostituire attuali suture chirurgiche e punti metallici per chiudere ferite con adesivi biodegradabili / bioassorbibili per la loro praticità nell&#39;uso e bassa invasività dei tessuti durante i trattamenti chirurgici. Disponibili in commercio tessutali adesivi sono classificati in quattro tipi: (1) derivati ​​cianoacrilato 1, (2) colle di fibrina formata mediante conversione enzimatica da fibrinogeno in fibrina polimeri da trombina 2,3, (3) materiali a base di proteine ​​come chimicamente o fisicamente albumina reticolato e / o gelatina 4,5, e quelli (4) a base di polimeri sintetici 6. Anche se sono stati utilizzati in molte applicazioni cliniche, tutti gli adesivi hanno i loro svantaggi intrinseci e inconvenienti che possono essere ostacoli al loro uso diffuso. colle cianoacrilato basato mostrano elevata forza di adesione ai tessuti, ma la loro sottoprodotti tossici quali cianacetato e formaldeide formatasi durante la degradazione, spesso causa segnogradi ificant di risposte infiammatorie 7. Colle di fibrina e di albumina o di materiali a base di gelatina hanno problemi di sicurezza per quanto riguarda la trasmissione di componenti infettivi, come virus di origine animale: plasma del sangue umano per colle di fibrina e animali tra cui bovini, galline, maiali e pesci per colle a base di gelatina 8. Anche se un paio di adesivi a base di polimeri sintetici sono stati approvati dalla Federal Drug Administration (FDA), la maggior parte degli adesivi in polimeri sintetici continuano ad avere difficoltà nel ridurre al minimo le fasi del processo di produzione e di raggiungere biocompatibilità 9. Soprattutto, tutte le colle soffrono di scarsa resistenza meccanica e di adesione ai tessuti umidi 10. Recentemente, adesivi tissutali biomimetici ispirati da cozze marine 11-13, gechi 14, Geco con cozze 15 e worm endoparassiti 16 sono state emergendo come alternative promettenti a colle medici attuali per la loro meccanica e sintonizzabileproprietà adesive con biocompatibilità. Tuttavia, fino ad oggi, ci sono ancora questioni da affrontare prima che diventino prodotti commerciali 17. Qui riportiamo un nuovo tipo di colla medica chiamata TAPE che viene preparato mediante legami idrogeno intermolecolari tra una molecola adesiva di derivazione vegetale, acido tannico (TA), ed un polimero bio-inerte poli (etilene glicole) (PEG), come indica il nome. TA è un tannino idrolizzabile rappresentante ubiquitariamente trovato durante il metabolismo secondario delle piante. Essa ha attirato molta attenzione a causa della sua antiossidante, anti-mutageno, e le proprietà anti-cancerogene e ha dimostrato di partecipare interazioni supramolecolari con molti polimeri come poli (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) e poli (N - vinilpirrolidone) (PVPON), per formare layer-by-layer (LBL) pellicole 18-20 e farmaco-rilasciando microcapsule 21-23. In questo studio, si scopre che TA può agire come un efficaceporzione funzionale adesivo resistente all&#39;acqua per formare un adesivo medico, TAPE. Con la semplice miscela con TA, un non-fouling PEG polimero diventa una colla supramolecolare con 2.5 volte maggiore forza di adesione rispetto colla di fibrina commerciale, e questa adesione è stata mantenuta per tutta fino a 20 cicli di attacco e stacco, anche in presenza di acqua . La sua capacità emostatico stato testato su un modello di emorragia epatica in vivo e ha mostrato una buona capacità emostatico per fermare l&#39;emorragia in pochi secondi. TAPE ha il suo significato notevole in un settore correlato come il primo adesivo di origine vegetale, che può rivelare una nuova visione di risolvere gli inconvenienti dei problemi attuali con approcci bio-ispirati. Ci aspettiamo inoltre l&#39;uso diffuso di TAPE in una varietà di applicazioni mediche e farmaceutiche come muco-adesivi, patch droga rilascio, medicazioni cura delle ferite, e altri per il semplice metodo di preparazione, scalabilità, velocità di biodegradazione sintonizzabile, nonché ADHES altamente wet-resistentiproprietà di ioni.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Tannic acid</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>403040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(ethylene oxide), 4-arm, hydroxy terminated</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>565709</td>
			<td>Averge Mn ~10,000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(ethylene glycol)</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>373001</td>
			<td>Average Mn 4,600</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biopsy punch</td>
			<td>Miltex</td>
			<td>33-36</td>
			<td>Diameter = 6 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aron Alpha&#174;</td>
			<td>Toagosei Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Instant glue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal testing machine (UTM)</td>
			<td>Instron</td>
			<td>5583</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge tubes</td>
			<td>SPL life science</td>
			<td>60015</td>
			<td>1.5 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>SPL life science</td>
			<td>10090</td>
			<td>90 x 15 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium phosphate monobasic</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5011</td>
			<td>1x PBS ingredient</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium phosphate dibasic</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5136</td>
			<td>1x PBS ingredient</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Duchefa biochemie</td>
			<td>S0520.5000</td>
			<td>1x PBS ingredient</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubating shaker</td>
			<td>Lab companion</td>
			<td>SIF6000R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICR mice</td>
			<td>Orient bio</td>
			<td>Normal ICR mouse</td>
			<td>6 weeks, 30-35 g, male</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tiletamine-zolazepam (Zoletil 50)</td>
			<td>Virbac</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zylazine (Rompun)</td>
			<td>Bayer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PrecisionGlideTM needle (18 G)</td>
			<td>BD</td>
			<td>302032</td>
			<td>18 G</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter paper</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>1001 125</td>
			<td>Diameter = 125 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>Bemis Flexible Pakaging</td>
			<td>PM996</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tape: a biodegradable hemostatic glue inspired by a ubiquitous compound in plants for surgical application

Questo video descrive il protocollo più semplice per preparare la colla chirurgica biodegradabili che ha una capacità emostatico efficace e una maggiore forza di adesione resistente all&#39;acqua di adesivi tissutali commerciali. adesivi medici hanno attirato grande attenzione come potenziali strumenti alternativi per suture e punti metallici a causa della loro convenienza in uso con il minimo invasività. Anche se ci sono diversi protocolli per sviluppare adesivi tessutali compresi quelli commercialmente disponibili quali colle di fibrina e materiali cianoacrilato a base, soprattutto richiedono una serie di sintesi chimiche di molecole organiche, o metodi proteina-purificazione complicate, nel caso di materiali bio-driven (cioè, colla di fibrina). Inoltre, lo sviluppo di colle chirurgiche esibendo elevate proprietà adesive mantenendo biodegradabilità è ancora una sfida per la difficoltà di ottenere buone prestazioni in ambiente umido del corpo. Illustriamo un nuovo metodo per preparare uncolla medica, noto come TAPE, dalla separazione in base al peso di un aggregato supramolecolare immiscibile con l&#39;acqua formata dopo una miscelazione fisica di una molecola adesivo wet-resistenti di origine vegetale, T Annic una CID (TA), e un noto biopolimero, poli (etilene) glicole (PEG). Con il nostro approccio, TAPE mostra alta resistenza di adesione, che è 2,5 volte più di colla di fibrina commerciale in presenza di acqua. Inoltre, TAPE è biodegradabile in condizioni fisiologiche e può essere utilizzato come un potente collante emostatico contro spurgo tessuto. Ci aspettiamo che l&#39;uso diffuso di nastro in una varietà di ambienti medici e le applicazioni di consegna della droga, come i polimeri per muco-adesione, depositi di droga, e altri.

TAPE è un aggregato supramolecolare che assesta dopo centrifugazione la miscela di due soluzioni acquose contenenti TA (1 g / ml in acqua distillata) e PEG (1 g / ml in acqua distillata) con 2: 1 rapporto in volume (Figura 1A). Il rapporto di miscelazione è il fattore chiave per il raggiungimento di alta forza di adesione; quando TAPE è formata da un rapporto 2: 1 di miscelazione, 20 unità del gruppo ossidrile (-OH) in 25 unità di TA interagiscono tra gruppo etere (...

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TAPE: A Biodegradable Hemostatic Glue Inspired by a Ubiquitous Compound in Plants for Surgical Application

Descriviamo il protocollo più semplice per preparare la colla medica biodegradabili che ha una capacità emostatico efficace. TAPE è un aggregato supramolecolare idroimmiscibile preparata mescolando di acido tannico, un composto ubiquitario nelle piante, e poli glicole (etilene), ottenendo un 2,5 volte maggiore aderenza impermeabile rispetto colla di fibrina commerciale.

TAPE: Biodegradabile Una Hemostatic Glue Ispirato da un composto Ubiquitous nelle piante per applicazioni chirurgiche

This video describes the simplest protocol for preparing biodegradable surgical glue that has an effective hemostatic ability and greater water-resistant ...

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