Name: Un Based Chitosan, Laser adhésif activé Thin Film chirurgicaux, SurgiLux : Préparation et démonstration (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 32 s
Description: Découvrez la préparation de l'adhésif chirurgical SurgiLux à base de chitosan activé par laser infrarouge. Cette méthode permet une liaison forte et flexible aux tissus collagénux pour applications chirurgicales.

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Les auteurs reconnaissent une subvention de la Santé nationale et du Conseil de recherches médicales de l&#39;Australie (NHMRC # 1000674) à LJR Foster.

1. Préparation de la solution SurgiLux <ol><li> Préparer un 2% (v / v) d&#39;acide acétique avec de l&#39;eau désionisée dans un récipient en verre propre, utiliser une hotte à flux laminaire pour éviter toute contamination. </li><li> Peser 0,02% (p / v) du chromophore, le vert d&#39;indocyanine, ICG, dans un tube Eppendorf stérile, en sorte que le tube est enroulé dans une feuille d&#39;argent à empêcher toute pénétration de la lumière. </li><li> Avec un chiffon propre, pipette jetable, transférer environ 1 ml de la solution d&#39;acide acétique dilué dans le tube pour dissoudre le colorant, agiter doucement et garder enveloppé dans du papier. </li><li> Transférer le GIC solubilisés dans le bol et ajouter 2% (p / v) de poudre de chitosane avant l&#39;ajout d&#39;un agitateur magnétique stérile. </li><li> Couvrir le bécher avec du Parafilm, puis les envelopper dans du papier d&#39;argent, avant de mélanger le contenu à environ 125 tours par minute pendant 72 heures à température ambiante dans une hotte à flux laminaire. </li><li> Transférer le contenu dans des tubes à centrifuger et centrifuger propres à 15.000 xg pendant 15 min à 4 ° C pour éliminer toute particulate question. </li><li> Transférer délicatement la solution SurgiLux verte dans un récipient en verre propre, couvrir avec du Parafilm, puis les envelopper dans du papier d&#39;argent, avant de les ranger au réfrigérateur pendant 12 heures pour augmenter la viscosité de la solution. </li></ol> 2. Fonderie de SurgiLux Films <ol><li> Utiliser une seringue stérile, passer 8 ml de la solution SurgiLux froid dans un endroit propre, boîte de Pétri de 95 mm de diamètre, et inclinez légèrement la plaque pour assurer une couverture complète de la solution. Faire varier le rapport du volume de solution de zone de coulée permet un contrôle de l&#39;épaisseur du film, voir figure 1. </li><li> Retirer les bulles visibles dans la solution à l&#39;aide de la pointe d&#39;une aiguille stérile. Couvrir le plat de papier d&#39;aluminium et placer au réfrigérateur pour enlever les résidus de taille micronique bulles. </li><li> Après 20 minutes, retirer délicatement la boîte de Pétri du réfrigérateur, placer dans une hotte à flux laminaire, couvrir de papier d&#39;argent et de laisser la solution s&#39;évaporer pendant 3 semaines. </li><li> Après avoir complete évaporation, le score des bords extérieurs du film SurgiLux vert clair dans la boîte de Pétri et doucement «peaux» le film de la surface de plat. </li><li> Le film SurgiLux doit être souple et facile à manipuler sans se déchirer ou se rompre. </li><li> Stocker les films SurgiLux circulaires dans la boîte de Pétri enveloppées dans du papier d&#39;argent dans des conditions sèches avant d&#39;être prêt à l&#39;emploi. </li></ol> 3. L&#39;activation laser de films adhésifs SurgiLux <ol><li> Pour démontrer le processus d&#39;activation au laser, nous allons utiliser un morceau de tissu bovin comme le steak coupé à une taille de 15 mm de large et 20 mm de longueur. Disséquer le tissu, en ligne droite à l&#39;aide d&#39;une lame chirurgicale Numéro 10, pour produire des morceaux de 2 15 par 10 mm. </li><li> Rapprochant les deux pièces de tissu de telle sorte que leurs bords se touchent mais ne se chevauchent pas, et en utilisant un tampon de coton ou de gaze, doucement absorber tout liquide en excès. </li><li> Ensuite, découpez un morceau de film SurgiLux 7 x 9 mm et placer soigneusement les sens de la longueur du film à travers le coupé en deux pIECE de tissu, puis appuyez doucement avec un coton-tige sec. </li><li> Films SurgiLux sont activés à l&#39;aide d&#39;une diode laser infrarouge à un réglage de 120 mW. Comme il s&#39;agit d&#39;un laser de classe IIIB, les mesures de sécurité appropriées doivent être prises, y compris l&#39;utilisation de lunettes de sécurité appropriées pour l&#39;ensemble du personnel. </li><li> Commençant dans le coin, irradier la SurgiLux avec un laser infra-rouge fixé à 120 mW et une taille de spot de faisceau de 1 mm de diamètre. Passez le spot du faisceau sur le film vert à un taux d&#39;environ 1 mm par seconde. Répétez le processus d&#39;irradiation deux fois plus. </li></ol> 4. Force de la réparation <ol><li> Soigneusement fixer les extrémités du tissu dans les mâchoires d&#39;un appareil d&#39;essai de traction. Nous utilisons un système Instron Mini55 avec une cellule de charge de 50 Newton. La charge maximale, résistance à la traction et allongement à la rupture ont été calculées à l&#39;aide du logiciel Bluehill ordinateur (États-Unis). Moyen d&#39;au moins 10 échantillons ont été déterminés (n = 10). </li><li> Relevez le «flottement»et ensuite séparer les morceaux de tissu à une vitesse de 1 mm par seconde, jusqu&#39;à ce que les deux morceaux de tissu maintenus ensemble par la bande SurgiLux séparé complètement. </li></ol>

<ol><li>Kjaergard, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suture+support%3A+is+it+advantageous%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Surg%22%5BJournal%5D)">Suture support: is it advantageous.</a> Am. J. Surg. 182, 15S-20S (2001).</li>
<li>Lauto, A., Mawad, D., Foster, L. J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesive+biomaterials+for+tissue+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Tech.+Biotech%22%5BJournal%5D)">Adhesive biomaterials for tissue reconstruction.</a> J. Chem. Tech. Biotech. 83, 464-472 (2008).</li>
<li>Fung, L. C., Mingin, G. C., Massicotte, M., Felsen, D., Poppas, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+temperature+on+tissue+thermal+injury+and+wound+strength+after+photochemical+wound+closure%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg.+Med%22%5BJournal%5D)">Effects of temperature on tissue thermal injury and wound strength after photochemical wound closure.</a> Lasers Surg. Med. 25, 285-290 (1999).</li>
<li>Piribo, <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPiribo%2C++%22Glues+%26+Sealants%3A+Industry+Background+Report%22">Glues & Sealants: Industry Background Report</a>. , (2005).</li>
<li>Lauto, A., Hook, J., Doran, M., Camacho, F., Poole-Warren, L. A., Avolio, A., Foster, L. J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chitosan+adhesive+for+laser+tissue-welding%3A+in+vitro+characterisation%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg.+Med%22%5BJournal%5D)">Chitosan adhesive for laser tissue-welding: in vitro characterisation.</a> Lasers Surg. Med. 36, 193-201 (2005).</li>
<li>Lauto, A., Stoodley, M., Marcel, H., Avolio, A., Sarris, M., McKenzie, G., Sampson, D. D., Foster, L. J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+tissue+repair+with+laser-activated+chitosan+adhesive%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg.+Med%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo tissue repair with laser-activated chitosan adhesive.</a> Lasers Surg. Med. 39, 19-27 (2007).</li>
<li>Lauto, A., Foster, L. J. R., Avolio, A., Sampson, D., Raston, C., Sarris, M., McKenzie, G., Stoodley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sutureless+Nerve+Repair+with+Laser-Activated+Chitosan+Adhesive%3A+A+Pilot+in+vivo+Study%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Photomed.+Laser.+Surg%22%5BJournal%5D)">Sutureless Nerve Repair with Laser-Activated Chitosan Adhesive: A Pilot in vivo Study.</a> J. Photomed. Laser. Surg. 26 (3), 227-234 (2008).</li>
<li>Marçal, H., Badylak, S. F., Sellaro, T. L., Lauto, A., Foster, L. J. R., Mahler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+coalescence+of+decellularized+tissue+scaffolds%2C+laser-activated+chitosan+bioadhesive+and+olfactory+ensheathing+cells+for+tissue+repair+and+regeneration+of+the+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Med.+Sci%22%5BJournal%5D)">The coalescence of decellularized tissue scaffolds, laser-activated chitosan bioadhesive and olfactory ensheathing cells for tissue repair and regeneration of the spinal cord.</a> Lasers Med. Sci. 23 (1), 96(2008).</li>
<li>Foster, L. J. R., Thomson, K., Marcal, H., Butt, J., Watson, S., Wakefield, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+chitosan-vancomycin+composite+biomaterial+as+a+laser+activated+surgical+adhesive+with+regional+antimicrobial+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">A chitosan-vancomycin composite biomaterial as a laser activated surgical adhesive with regional antimicrobial activity.</a> Biomacromolecules. 11 (12), 3563-3570 (2010).</li>
<li>Shahbazi, J., Marcal, H., Watson, S., Wakefield, D., Sarris, M., Foster, L. J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sutureless+sealing+of+penetrating+corneal+wounds+using+a+laser-activated+thin+film+adhesive%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg.+Med%22%5BJournal%5D)">Sutureless sealing of penetrating corneal wounds using a laser-activated thin film adhesive.</a> Lasers Surg. Med. , accepted 15/05/2011 Forthcoming.</li>
<li>Meyers, M. A., Chen, P. -Y., Lin, A. Y. -M., Seki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+materials%3A+Structure+and+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Biological materials: Structure and mechanical properties.</a> Prog. Mater. Sci. 53 (1), 1-206 (2008).</li>
</ol>

Le chitosane peut être obtenue dans une variété de poids moléculaires et avec différents degrés de deactylation (PDD). Les variations de la pureté chitosane peut conduire à la présence de particules dans la solution SurgiLux; centrifugation est utilisée pour éliminer ceux-ci et devrait aboutir à une solution transparente verte. Cependant, la filtration peut également être utilisé comme étape de fabrication supplémentaire ou de remplacement. Comme pour tout traitement de matériaux, variations, tels que le chitosane DDA e...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom du réactif / équipement </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires (optionnel) </td></tr><tr><td> Chitosan </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 448877 </td><td></td></tr><tr><td> Vert d&#39;indocyanine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I2633 </td><td> Aussi connu sous Cardiogreen </td></tr><tr><td> L&#39;acide acétique </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 320099 </td><td></td></tr><tr><td> Diode laser infra-rouge avec la livraison de la fibre. (808 nm, 120 mW, le noyau du faisceau 200 um) </td><td> CNI Lasers </td><td> Fc-808 </td><td> Système variable jusqu&#39;à 5 W </td></tr><tr><td> Lunettes laser de sécurité </td><td> CNI Lasers </td><td> LS-G </td><td></td></tr><tr><td> Appareil d&#39;essai de traction </td><td> Instron Pty Ltd </td><td> 5542 </td><td> 50 N cellule de charge </td></tr></tbody></table>

un based chitosan, laser adhésif activé thin film chirurgicaux, «surgilux &#39;: préparation et démonstration

A Chitosan Based, Laser Activated Thin Film Surgical Adhesive, 'SurgiLux': Preparation and Demonstration

Les sutures sont une technologie vieille 4.000 années qui restent le «gold standard» pour la fermeture des plaies, en vertu de leur force réparation (~ 100 kPa). Cependant, les sutures peuvent agir comme un foyer d&#39;infection et dans de nombreuses procédures sont pas en mesure d&#39;effectuer la réparation des blessures ou interférer avec la régénération des tissus fonctionnels. 1 colles et adhésifs chirurgicaux, tels que ceux à base de fibrine et de cyanoacrylates, ont été développées comme alternatives aux sutures pour la réparation de telles plaies. Cependant, le courant adhésifs commerciaux ont aussi des inconvénients importants, allant de transfert viral et de prion et un manque de force réparation comme avec les colles de fibrine, à la toxicité tissulaire et un manque de biocompatibilité pour les adhésifs à base de cyanoacrylate. De plus, actuellement disponibles adhésifs chirurgicaux ont tendance à être à base de gel et peuvent avoir des temps de durcissement prolongé qui limitent leur application. 2 De même, l&#39;utilisation de lasers UV pour faciliter réticulation mécanismes à base de protéines ou d&#39;albumine «solDER »peut conduire à endommager l&#39;ADN pendant le soudage des tissus laser (LTW) prédispose dommages thermiques aux tissus. 3 Malgré leurs inconvénients, les adhésifs et les LTW ont capturé environ 30% du marché fermeture de la plaie rapporté à plus de 5 milliards de dollars par an, un témoignage significatif de la nécessité de la technologie sans suture 4. Dans la poursuite de la technologie sans suture, nous avons utilisé le chitosane comme biomatériau pour le développement d&#39;un film souple et mince, laser activé adhésif chirurgical appelé «SurgiLux». Ce roman bioadhésif utilise une combinaison unique de biomatériaux et de la photonique qui sont approuvés par la FDA et utilisé avec succès dans une variété d&#39;applications biomédicales et des produits. SurgiLux surmonte tous les inconvénients associés aux sutures et adhésifs chirurgicaux actuels (voir le tableau 1). Dans cette présentation, nous présentons le protocole relativement simple pour la fabrication de SurgiLux et de démontrerson activation laser et de la force de soudure de tissu. SurgiLux films adhérer au tissu collagénique sans modification chimique tel que la réticulation par irradiation et à l&#39;aide d&#39;une relativement faible puissance (120 mW) laser infrarouge au lieu d&#39;une lumière UV. Films de chitosane ont une attirance naturelle mais faible adhésif au collagène (~ 3 kPa), l&#39;activation du laser à base de chitosan films SurgiLux souligne la force de cette adhésion par des interactions de la chaîne polymère comme une conséquence de la dilatation thermique transitoire. 5 Sans cette &quot;activation&quot; processus de , les films SurgiLux sont facilement éliminés. 6-9 SurgiLux a été testé à la fois in vitro et in vivo sur une variété de tissus y compris le nerf, l&#39;intestin, la dure-mère et de la cornée. Dans tous les cas, il a démontré une bonne biocompatibilité et négligeable des dommages thermiques à la suite de l&#39;irradiation. 6-10

Centrifugation conduit à une solution transparente verte, ce qui augmente la viscosité après stockage à 4-6 ° C. Après un repos de 3 semaines, la solution verte est transformée en un film SurgiLux vert transparent d'environ 20 microns d'épaisseur et, comme démontré dans la vidéo, est facilement flexible. Lors de l'irradiation avec le laser, les liaisons de film SurgiLux au tissu. Cela peut être observé sur les bords du film, où le tissu semble se contracter que le faisceau laser passe au-des...

La fabrication d&#39;un roman, adhésif flexible à couche mince chirurgicale à partir d&#39;ingrédients approuvés par la FDA, le chitosane et le vert d&#39;indocyanine est décrite. Collage de cette colle à tissu collagène à travers un processus d&#39;activation simple avec une faible puissance laser infrarouge est démontrée.

Un Based Chitosan, Laser adhésif activé Thin Film chirurgicaux, «SurgiLux &#39;: Préparation et démonstration

Les sutures sont une technologie vieille de 4 000 ans qui demeure la référence pour la fermeture des plaies en raison de leur résistance à la réparation (~100 KPa). Cependant, les sutures...

L'objectif général de cette procédure est de démontrer un nouvel adhésif chirurgical activé par laser appelé Sux. Cela est réalisé en préparant d'abord la solution adhésive Sergi, puis en fabriquant le film adhésif Sux.Ensuite, une irradiation laser est utilisée pour lier l'adhésif en film mince de Sux au tissu. Enfin, le lien adhésif est testé. En définitive, des résultats peuvent être obtenus qui montrent que l'adhésif en film mince de Sul lock adhère fortement au tissu après l'irradiation laser.L'avantage principal de cette technique par rapport aux méthodes existantes telles que les colles chirurgicales à base de fibrine ou de cyanoacrylate réside dans le fait que l'adhésif Sux se présente sous forme de film mince, offrant une grande facilité d'utilisation, aucun temps de polymérisation et une adhésion uniforme aux tissus. Cette procédure sera démontrée par Elizabeth Caston, étudiante au doctorat au sein du Groupe de recherche sur les biopolymères. Pour préparer la solution UX dans une hotte à flux laminaire, commencez par préparer une solution à 2 % d'acide acétique dans de l'eau déionisée dans un tube einor stérile.Pesez le chromophore dans l'ICG (indocyanine verte), enveloppez le tube dans du papier d’aluminium pour éviter toute pénétration de lumière. À l’aide d’une pipette jetable propre, transférez environ un millilitre de la solution d’acide acétique diluée dans le tube et agitez doucement pour dissoudre le colorant. Transférez l’ICG solubilisé dans le bécher et ajoutez de la poudre de chitosane à 2 %.Avant d'ajouter un agitateur magnétique stérile, couvrez le bécher avec du paraforme et enveloppez-le dans du papier d'aluminium. Ensuite, dans une hotte à flux laminaire, placez le contenu sur un agitateur magnétique à environ 125 tr/min pendant 72 heures à température ambiante. Après l'incubation, transférez le contenu dans des tubes propres et centrifugez à 15 000 g pendant 15 minutes à quatre degrés Celsius.Pour éliminer toute matière particulaire, transférez soigneusement la solution verte UX dans un bécher en verre propre. Recouvrez-la de paraforme, puis enveloppez le bécher dans du papier d’aluminium. Conservez la solution au réfrigérateur pendant 12 heures afin d'augmenter sa viscosité à l’aide d’une seringue stérile.Distribuez huit millilitres de la solution froide de sux dans une boîte de Pétri propre de 95 millimètres de diamètre, puis inclinez doucement la boîte afin de garantir une couverture complète par la solution. Utilisez la pointe d'une aiguille stérile pour éliminer toutes les bulles visibles dans la solution. Ensuite, couvrez-la avec la feuille d’aluminium et placez-la au réfrigérateur pendant 20 minutes.Pour éliminer toute bulle résiduelle de taille micrométrique, déplacez soigneusement la boîte de Pétri sous hotte à flux laminaire et laissez la solution s'évaporer pendant trois semaines. Après évaporation complète, rayez délicatement les bords extérieurs des films Sux verts transparents et détachez doucement le film de la surface de la boîte. Conservez les films UX circulaires dans la boîte de Pétri, enveloppés dans du papier d’aluminium, dans des conditions sèches, jusqu’à leur utilisation.Le processus d'activation par laser est démontré ici à l'aide d'un morceau de tissu bovin, tel qu'un échantillon d'abord découpé pour mesurer 15 millimètres de large sur 20 millimètres de long. Utilisez une lame chirurgicale n°10 pour couper le tissu en deux, afin d'obtenir deux morceaux de 15 sur 10 millimètres chacun. Placez les deux morceaux de tissu de manière à ce que leurs bords se touchent sans se chevaucher. Puis, à l'aide d'un coton-tige ou d'une compresse, absorbez délicatement tout excès de liquide.Ensuite, découpez un morceau de film UX de sept par neuf millimètres et placez-le soigneusement dans le sens de la longueur sur la pièce de tissu divisée à l’aide d’un coton-tige sec appuyé doucement. Puis, tout en portant les équipements de protection appropriés pour les lasers de classe 3B, y compris des lunettes de sécurité, utilisez un laser à diode infrarouge réglé à 120 milliwatts et, en partant d’un coin, faites passer le faisceau sur le film ULX à une vitesse d’environ un millimètre par seconde.Répétez le processus d'irradiation deux fois supplémentaires ; après le test d'irradiation, évaluez la résistance de la réparation en fixant soigneusement les extrémités du tissu dans les pinces d'un appareil d'essai de traction. Enfin, éliminez le jeu puis séparez les morceaux de tissu à une vitesse d'un millimètre par seconde, jusqu'à ce que les deux fragments de tissu maintenus ensemble par le ruban de sux se détachent complètement sous irradiation au laser. Le film de sux adhère au tissu, ce qui peut être observé aux bords du film, là où le tissu apparaît contracté suite au passage du faisceau laser sur le film.Remarquez qu'aucun carbonisation ni aucune ablacion du tissu n'est observée. La résistance à l'adhérence du sux sur le tissu est largement suffisante pour soulever les morceaux de tissu sectionnés et doit mesurer environ 15 kilopascals après sa mise au point. La technique du sux a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la chirurgie pour explorer la fermeture des plaies et le plafonnement des SUL dans divers scénarios cliniques.

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Un Based Chitosan, Laser adhésif activé Thin Film chirurgicaux, «SurgiLux ': Préparation et démonstration

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