TAPE：手術アプリケーションのための植物でユビキタス化合物に触発された生分解性止血グルー

サマリー

我々は、効果的な止血能を有する生分解性医療接着剤を製造するための最も簡単なプロトコルを記述します。テープは、市販のフィブリン接着剤と比較して2.5倍の耐水密着性を得、タンニン酸、植物に見出される遍在性の化合物、及びポリ（エチレン）グリコールを混合することによって調製した水非混和性超分子集合体です。

要約

このビデオでは、商業組織接着剤よりも効果的な止血能力と大きな耐水性の接着強度を有する生分解性外科手術用接着剤を製造するための最も簡単なプロトコルを記述しています。医療接着剤は、縫合糸および低侵襲での使用での利便性のためにステープルへの潜在的な代替ツールとして大きな注目を集めています。バイオドリブン材料の場合において、このようなフィブリン糊およびシアノアクリレートベースの材料として市販されているものは、主にそれらは有機分子、または複雑なタンパク質精製法の化学合成のシリーズを必要とするなどの組織接着剤を開発するためのいくつかのプロトコルが存在するが（ すなわち 、フィブリン糊）。また、生分解性を維持しつつ、高い接着性を示す手術用接着剤の開発は、まだ体の湿潤環境で良好なパフォーマンスを達成することの難しさに起因する課題です。私たちは、準備するための新しい方法を示しています植物由来、ウエット性接着分子の物理的混合した後に形成された水非混和性超分子集合体の重量ベースの分離によって、TAPEとして知られている医療用接着剤は、Tは、CID（TA）、および周知をannicバイオポリマー、ポリ（エチレン）グリコール（PEG）。我々のアプローチでは、TAPEは、水の存在下で商業フィブリン糊よりも2.5倍である高い接着強度を示しています。さらに、テープは、生理学的条件下で生分解性であり、組織の出血に対する強力な止血接着剤として使用することができます。私たちは、このような粘膜接着用ポリマーなどの医療設定および薬物送達用途、薬物デポー剤、及びその他の様々なTAPEの普及を期待しています。

概要

過去10年間で、努力が外科的治療の際に、それらの使用における利便性と低い組織侵襲に生体吸収性/生分解性接着剤で傷口を閉じるために、現在の手術用縫合糸およびステープルを置き換えるために行われてきました。商業的に入手可能な組織接着剤は、4つのタイプに分類される：（1）シアノアクリレート誘導体^1,2,3をトロンビンによるフィブリノゲンからフィブリンポリマーへの酵素的変換によって形成された（2）フィブリン糊、例えば、化学的または物理的のような（3）タンパク質ベースの材料架橋されたアルブミンまたはゼラチン^4,5、および（4）合成ポリマー系のもの^6。それらは多くの臨床用途で使用されているが、全ての接着剤は、それらの広範囲に及ぶ使用の障害とすることができる独自の固有の不利益と欠点を有します。シアノアクリレート系接着剤は、組織への高い密着強度を示すが、その副産物ような分解の間に形成されたシアノアセテートとホルムアルデヒドなどの有害、多くの場合、記号を引き起こします炎症反応のificant度^7。ゼラチン系接着剤⁸用牛、鶏、豚、魚含むフィブリン糊や動物のためのヒト血漿：フィブリン糊およびアルブミンまたはゼラチン系材料は、動物源からウイルスなどの感染コンポーネントの伝送に関する安全性の問題を、持っています。いくつかの合成ポリマーベースの接着剤は、連邦医薬品局（FDA）によって承認されているが、合成ポリマー製のほとんどの接着....

プロトコル

すべての動物の世話及び実験は、KAIST（韓国科学技術院）IRB（治験審査委員会）が提供する倫理的なプロトコルに従って行われています。

1. TAPE形成

1. TA溶液を調製するために、マグネチックスターラーでは4 ML-サイズのガラスバイアルに配置し、かつ攪拌棒を蒸留水1mlを加えます。バイアルにタンニン酸の1グラムを追加し、1時間以上、200rpmで穏やかに攪拌することにより水に溶解します。 TAが完全に溶解されると、混合物は茶色と透明になります。
2. 白色のスラリーを作るために数秒間ボルテックスすることにより混合して、続いて蒸留水1 mlにPEG粉末1g（4-アーム、10 kDaの、直鎖状、4.6キロダルトン）を添加してPEG溶液を調製します。 10分間60℃のインキュベーター中で、このスラリーを保管してください。白1は完全に透明になるまで。
   注：10 kDaの分子量を有するPEGの融点は約55であります- 58℃ - 60°C、4 kDaのものが53です。 1gに、水まででPEGの高濃度/ mlの透明な溶液として実現することができるように、溶融したPEGは、水混和性となります。透明なPEG溶液を高温で形成されると、溶液はまだ冷却した後、室温で安定です。
3. 4.6キロダルトンとの直鎖状PEGの場合にはステップ1.1（で製造したTA溶液を671μlにステップ1.2で調製したPEGの329μlの（4-腕、10kDa....

結果

1体積比（ 図1A）：テープ2とTA（1グラム/ mlの蒸留水中）およびPEG（蒸留水中1グラム/ ml）を含む2つの水溶液の混合物を遠心分離した後、落ち着いた超分子集合体です。混合比は、高い接着強度を達成する上で重要な要因です。テープ2によって形成されている場合：1混合比、TAの25単位のヒドロキシル基（-OH）の20単位は、最大で最も高い分子間水素結合の形成をもたらす、PEGのそれぞれのエーテル基（-O-）と相互作用します接着特性。 -OHの残りの5つの単位は、TA（ 図1B）内の隣接するカルボニル基（C = O）と分子内水素結合によって消費されているように見えます。構成要素のいずれかが2を超えたとき：1体積比、密着強度が著しく^25を減少しました。水素結合はまた、組織に重要な分子レベルの相互作用になります。制御間および凝集のためのTAとPEGとの間の分子内水素結合、およびTAとの密着性のための組織の間では、効果的な手術用接着剤としてTAPEのもっともらしいメカニズムであるかもし.......

ディスカッション

我々は、植物由来のポリフェノール化合物、TAの耐水性の分子間相互作用に触発された止血接着剤というテープの全く新しいクラスを開発しました。 TAが大きく、その抗酸化、抗細菌、抗変異原性、および抗発がん性に注目されている代表的な加水分解性タンニンです。

それは、任意のさらなる化学合成手順なしで遠心分離に続いて2つの水溶液のちょうど1ステップの混合であるようにテープを作るプロセスは、非常に、シンプルスケーラブル、かつ環境に優しいです。

2成分混合プロトコルは、フィブリン糊のような従来の製品に使用される組織接着剤を形成するための最も一般的かつ最も簡単な方法です。これは右の組織³を適用する前に、フィブリノーゲンおよびトロンビンを混合することによって形成されます。しかしながら、多段階の化学合成は、ケースO中の接着剤の成分を製造するために必要とされますFのシアノアクリレート接着剤や合成ポリマー系接着剤。一方の成分が化学的にグルタルアルデヒドとホルマリンとレゾルシノールを含む接着剤によって硬化タンパク質ベースの材料にポ.......

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
タンニン酸	Sigma-aldrich	403040
ポリ(エチレンオキシド)、4アーム、ヒドロキシ終端	アルドリッチ	565709	平均 Mn ~ 10,000
ポリ(エチレングリコール)	アルドリッチ	373001	平均 Mn 4,600
生検パンチ	ミルテック	33-36	直径=6mm
アロンアルファ	東亞合成(株)		インスタント接着剤
万能試験機 (UTM)	インストロン	5583
微量遠心チューブ	SPL ライフサイエンス	60015	1.5 ml
シャーレ	SPL ライフサイエンス	10090	90 x 15 mm
リン酸ナトリウム 一塩基性	Sigma	S5011	1x PBS 成分
リン酸ナトリウム二塩基性	Sigma	S5136	1xPBS成分
塩化ナトリウム	Duchefa biochemie	S0520.5000	1x PBS成分
インキュベーティングシェーカー	ラボコンパニオン	SIF6000R
ICRマウス	オリエントバイオ	正常ICRマウス	6週間、30 - 35 g、雄
チレタミン-ゾラゼパム (ゾレチル 50)	ビルバック
ザイラジン (ロンプン)	バイエル
PrecisionGlideTM針(18 G)	BD	302032	18 G
濾紙	Whatman	1001 125	直径= 125 mm
パラフィルム	Bemis フレキシブル パッケージ	PM996

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