A Chitosan Based, Laser Activated Thin Film Surgical Adhesive "SurgiLux ': Vorbereitung und Demonstration

Zusammenfassung

Die Herstellung einer erfindungsgemäßen, flexiblen Dünnfilm chirurgischen Klebstoff aus FDA zugelassenen Inhaltsstoffen, Chitosan und Indocyaningrün beschrieben. Bonden dieser Klebstoff auf Kollagengewebe durch eine einfache Aktivierung mit einer Low-Power-Infrarotlaser nachgewiesen wird.

Zusammenfassung

Nähte sind ein 4.000 Jahre alten Technik, der "goldene Standard" für einen Wundverschluss aufgrund ihrer Reparatur Festigkeit (~ 100 KPa) verbleiben. Allerdings können Nähte als nidus zur Infektion handeln und in vielen Verfahren sind derzeit keine Wundheilung zu bewirken oder zu stören funktionelle Geweberegeneration. ¹ Chirurgische Leimen und Klebstoffen, z. B. solche auf Basis von Fibrin und Cyanoacrylaten, sind als Alternativen zu Nähten für entwickelt Die Reparatur dieser Wunden. Jedoch gegenwärtigen kommerziellen Klebstoffen auch erhebliche Nachteile auf, die von viralen und Prion-Transfer und einem Mangel an Reparatur Stärke wie bei den Fibrinkleber, um Gewebe Toxizität und mangelnder Biokompatibilität der Cyanoacrylat basierende Klebstoffe. Weiterhin neigen derzeit verfügbaren chirurgische Klebstoffe sein Gelbasis und kann verlängert Aushärtezeiten, die ihre Anwendung limitieren haben. ² Ebenso ist die Verwendung von UV-Laser, um eine Vernetzung Mechanismen auf Proteinbasis oder Albumin 'Sol erleichternDers 'kann zu DNA-Schäden führen, während Laser-Gewebe-Schweißen (LTW) prädisponiert thermische Schäden an Geweben. ³ Trotz ihrer Nachteile, Klebstoffe und LTW eingefangen haben ca. 30% der Wundverschluss Markt berichtet über 5 Mrd. US $ pro Jahr betragen, ein signifikanter Beweis für die Notwendigkeit für nahtlose Technologie. ⁴

Im Streben nach nahtlosen Technik haben wir Chitosan als Biomaterial verwendet für die Entwicklung eines flexiblen, Dünnschicht, laseraktivierten chirurgischen Klebstoff als 'SurgiLux'. Dieser Roman bioadhäsiven nutzt eine einzigartige Kombination von Biomaterialien und Photonik, die FDA zugelassen sind und erfolgreich eingesetzt in einer Vielzahl von biomedizinischen Anwendungen und Produkte. SurgiLux überwindet alle Nachteile, die mit Nahtmaterial und aktuelle chirurgische Klebstoffe (siehe Tabelle 1) zugeordnet ist.

In dieser Präsentation berichten wir über die relativ einfaches Protokoll für die Herstellung von SurgiLux und demonstrierenihre Laseraktivierung und Gewebe Nahtfestigkeit. SurgiLux Folien haften Kollagengewebe ohne chemische Modifikation wie Vernetzung und durch Bestrahlung mit einer vergleichsweise leistungsschwachen (120 mW) Infrarotlaser anstelle von UV-Licht. Chitosan Filme haben eine natürliche, aber schwachen Kleber Anziehungskraft auf Kollagen (~ 3 KPa), betont Laseraktivierung der Chitosan basierende SurgiLux Filmen die Stärke dieser Haftung durch Polymerkette Interaktionen als Folge von transienten thermischen Ausdehnung. ⁵ Ohne diese "Aktivierung"-Prozess werden SurgiLux Folien leicht entfernt. ^6-9 SurgiLux sowohl in vitro als auch in vivo wurde auf einer Vielzahl von Geweben, einschließlich Nerven, Darm, Dura mater und Hornhaut getestet. In allen Fällen zeigten gute Biokompatibilität und vernachlässigbare thermische Schädigung als Folge der Bestrahlung. ^6-10

Protokoll

Ein. Vorbereitung der SurgiLux Lösung

1. Bereiten Sie eine 2% (v / v) Lösung von Essigsäure mit deionisiertem Wasser in einem sauberen Becherglas, verwenden Sie einen Laminarströmungshaube, um eine Kontamination zu vermeiden.
2. Wiegen 0,02% (w / v) des Chromophors, Indocyaningrün, IKG, in einer sterilen Eppendorfröhrchen; sicherzustellen das Rohr in Alufolie eingewickelt, um kein Licht eindringen kann.
3. Mit einem sauberen, Einwegpipette, übertragen etwa 1 ml der verdünnten Essigsäure-Lösung auf das Rohr, um den Farbstoff zu lösen, leicht schütteln und halten in Folie gewickelt.
4. Übertragen des solubilisierten ICG in den Becher und mi....

Ergebnisse

Zentrifugation führt zu einem transparenten grüne Lösung, die Viskosität steigt nach Lagerung bei 4-6 ° C. Nach einer Standzeit von 3 Tagen, die grüne Lösung in einen transparenten Film grünen SurgiLux etwa 20 Mikron dick umgewandelt wird und, wie in dem Video gezeigt, ist leicht flexibel.

Bei Bestrahlung mit dem Laser, die SurgiLux Film-Bindungen an das Gewebe. Dies kann an den Rändern des Films, wo das Gewebe scheint zusammenziehen wie der Laserstrahl über die Folie (2) be.......

Diskussion

Chitosan kann in einer Vielzahl von Molekulargewichten und mit unterschiedlichen Graden an deactylation (DDA) erhalten werden. Variationen in Chitosan Reinheit kann auf das Vorhandensein von Partikeln in der SurgiLux Lösung führen; Zentrifugation wird verwendet, um diese zu beseitigen und sollte in einem transparenten grüne Lösung führen. Allerdings können auch die Filtration als zusätzlichen oder alternativen Herstellungsschritt verwendet werden. Wie bei jedem Materialbearbeitung, Variationen, wie Chitosan DDA und Mole.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Name des Reagenz / Ausrüstung	Firma	Katalog-Nummer	Kommentare (optional)
Chitosan	Sigma-Aldrich	448877
Indocyaningrün	Sigma-Aldrich	I2633	Auch Cardiogreen bekannt
Essigsäure	Sigma-Aldrich	320099
Infrarot-Diodenlaser mit Faser Lieferung. (808 nm, 120 mW, Breite Kern 200 um)	CNI Laser	Fc-808	Variables System bis zu 5 W Leistung
Laserschutzbrillen	CNI Laser	LS-G
Zugversuch Gerät	Instron Pty Ltd	5542	50 N Wägezelle