Name: TAŚMA: Biodegradowalny klej hemostatyczny inspirowany wszechobecnym związkiem w roślinach do zastosowań chirurgicznych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 40 s
Description: Poznaj metodę przygotowania biodegradowalnego kleju hemostatycznego TAPE z kwasu taninowego i poli(etylenoglikolu) do zastosowań chirurgicznych. Klej wykazuje 2,5-krotnie większą odporność na wodę niż klej fibrynowy.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

To badanie było wspierane przez National Research Foundation of South Korea: Mid-career scientist grant (2014002855), oraz Ministry of Industry, Trade, and Natural Resources: World Premier Material Development Program. Prace te są również częściowo wspierane przez Center for Nature-inspired Technology (CNiT) w KAIST Institute for NanoCentury (KINC).

Cała opieka nad zwierzętami i eksperymenty są przeprowadzane zgodnie z protokołem etycznym dostarczonym przez KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology), IRB (Institutional Review Board).
1. Formacja TAPE
<ol>
	<li>Aby przygotować roztwór TA, umieść szklaną fiolkę o pojemności 4 ml na mieszadle magnetycznym i dodaj 1 ml wody destylowanej za pomocą mieszadła. Dodać 1 g kwasu garbnikowego do fiolki i rozpuścić go w wodzie, delikatnie mieszając z prędkością 200 obr./min przez ponad 1 godzinę. Gdy TA jest całkowicie rozpuszczona, mieszanina staje się przezroczysta o brązowym kolorze.</li>
	<li>Przygotuj roztwór PEG, dodając 1 g proszku PEG (4-ramienny, 10 kDa i liniowy, 4,6 kDa) do 1 ml wody destylowanej, a następnie mieszając je przez wirowanie przez kilka sekund, aby uzyskać białą zawiesinę. Przechowywać tę zawiesinę w inkubatorze w temperaturze 60 °C przez 10 minut, aż biała zawiesina stanie się całkowicie klarowna. 
	nuta: Temperatura topnienia PEG o masie cząsteczkowej 10 kDa wynosi około 55 - 60 °C, a 4 kDa 53 - 58 °C. Stopiony PEG staje się mieszalny z wodą, dzięki czemu można osiągnąć wysokie stężenie PEG w wodzie do 1 g/ml w postaci klarownego roztworu. Gdy w wysokiej temperaturze utworzy się klarowny roztwór PEG, po schłodzeniu roztwór jest nadal stabilny w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Dodać 329 μl roztworu PEG (4-ramiennego, 10 kDa) przygotowanego w kroku 1.2 do 671 μl roztworu TA przygotowanego w kroku 1.1 (w przypadku liniowego PEG o stężeniu 4,6 kDa dodać 311 μl roztworu PEG do 689 μl roztworu TA) do probówki do mikrowirówki. Delikatnie zmiksuj dwa lepkie i miodopodobne roztwory wąską szpatułką, aby równomiernie je wymieszać. 
	ostrożność: Oba roztwory są dość lepkie, więc naukowiec musi powoli, ale wystarczająco podciągnąć i przenieść roztwory za pomocą mikropipety.</li>
	<li>Mieszaninę przygotowaną w kroku 1.3 wirować w temperaturze 12 300 x g przez 3 minuty w wirówce wyposażonej w wirnik o stałym kącie nachylenia.</li>
	<li>Ostrożnie usunąć jak najwięcej supernatantu za pomocą mikropipety i zebrać produkt, który osiadł: To jest w pełni uformowana TAŚMA. Po utworzeniu TAPE należy go przechowywać w lodówce (4 - 8 °C) przez okres do kilku tygodni. UWAGA: TAPE może być sterylizowany promieniowaniem gamma lub wiązką elektronów przed użyciem w zastosowaniach chirurgicznych.</li>
</ol>
2. Pomiar siły przyczepności TAŚMY 
<ol>
	<li>Przygotować dwa kawałki tkanki skórnej świni o średnicy 6 mm, przecinając ją stemplem biopsyjnym po usunięciu całego tłuszczu z tkanki skórnej. 
	nuta: Tkanka skóry świni została uzyskana ze zdrowej skóry boku świni i została zakupiona na lokalnym targu mięsnym znajdującym się w Daejeon w Korei Południowej.</li>
	<li>Nałóż dostępny w handlu klej cyjanoakrylowy na zewnętrzną stronę każdej tkanki i przymocuj tkankę do metalowego pręta. 
	nuta: Metalowy pręt służy jako dodatkowy uchwyt, dzięki czemu tkanki nie są bezpośrednio chwytane przez maszynę. W związku z tym można go zastąpić innymi materiałami zgodnie z konfiguracją maszyny do rozciągania.</li>
	<li>Nałóż kroplę TAPE (kropla TAPE to około 3 - 6 mg) na jedną stronę tkanki. Następnie rozprowadź TAŚMĘ równomiernie, używając innej tkanki między dwiema tkankami po ich wewnętrznych stronach, tak aby były przymocowane, jak pokazano na rysunku 2A.</li>
	<li>Następnie kilkakrotnie ręcznie przymocuj i odłącz dwie strony tkanek, aby jednorodnie wymieszać i zmaksymalizować interfejs między każdą tkanką a taśmą.</li>
	<li>Za pomocą UTM ostrożnie chwyć każdą stronę pręta. Siła adhezji będzie określana przez siłę potrzebną do oderwania dwóch tkanek połączonych za pomocą TAŚMY. Najpierw przyłóż siłę 20 N przez 1 minutę. Następnie za pomocą maszyny pociągnij każdy pręt w przeciwnym kierunku z prędkością 1 mm/min., aż tkanki zostaną całkowicie oderwane. 
	nuta: Dane zostaną podane jako krzywa siła-odległość (F-D) wykryta przez ruch każdego pręta.</li>
	<li>Obliczyć siłę przyczepności TAPE, dzieląc maksymalną siłę (kN) pokazaną na krzywej F-D osiągniętą w kroku 2.5 przez pole powierzchni próbki, czyli 3,14 x (0,003 m)2.</li>
	<li>W celu monitorowania siły adhezji w obecności wody należy dodać 20 μl wody na oderwany obszar między dwiema tkankami i natychmiast je przymocować. Z maszyną ponownie wykonaj test odłączania.</li>
</ol>
3. Test degradacji in vitro 
<ol>
	<li>Odciąć nakrętkę (d = 8 mm) z probówki do mikrowirówki i zważyć nakrętkę, aby określić ją jako Wc.</li>
	<li>Napełnij nakrętkę 150 mg TAŚMY i ponownie zważ wszystko razem, aby ustawić całkowitą masę początkową W0, 
	ostrożność: Nie przeciążaj TAŚMY w nasadce. Wysokość taśmy powinna być niższa niż górna część nasadki, ponieważ może ona stanowić fizyczną barierę dla strumienia bufora PBS generowanego w procesie mieszania podczas inkubacji w kroku 3.4.</li>
	<li>Umieścić wieczko zawierające TAPE w kolbie do hodowli komórkowych (75 cm2) i dodać 50 ml buforu PBS (1x, pH 7,4) do kolby do hodowli komórkowych tak, aby taśma w nasadce była całkowicie zanurzona w buforze PBS, jak pokazano na rysunku 3A (n = 5).</li>
	<li>Inkubować kolbę do hodowli komórkowych przygotowaną w kroku 3.3 w inkubatorze z wytrząsaniem orbitalnym w temperaturze 37 °C, podobnie jak w warunkach fizjologicznych, delikatnie mieszając (50 obr./min). 
	ostrożność: Utrzymuj mieszanie na poziomie 50 obr./min. Wyższa prędkość obrotowa może spowodować zwinięcie się taśmy.</li>
	<li>W każdym punkcie czasowym wyjmij nakrętkę z TAŚMĄ z kolby do hodowli komórkowych, a następnie wysusz je, wdmuchując gazowy azot. Zważyć nakrętkę zawierającą pozostałą taśmę. Ustaw wagę w każdym punkcie czasowym na Wt. Wymień ponownie świeży PBS i ponownie nim potrząśnij po zmierzeniu W t w każdym punkcie czasowym.</li>
	<li>Oblicz względną pozostałą masę (%) zgodnie z następującym równaniem. 
	Względna masa pozostała (%) = (Wt - Wc)/(W0 - Wc) x 100%</li>
</ol>
4. Zdolność hemostatyczna TAPE
 UWAGA: Wszystkie eksperymenty na zwierzętach powinny być przeprowadzane zgodnie z wytycznymi i protokołem etycznym dostarczonym przez koreańskie Ministerstwo Zdrowia i Opieki Społecznej.
<ol>
	<li>Aby ocenić zdolność hemostatyczną in vivo, przejrzyj model wątroby myszy krwotocznej, jak opisano w odnośniku 24.</li>
	<li>Znieczulenie piętnastu myszy (normalna mysz ICR, 6 tygodni, 30 - 35 g, samiec) za pomocą dootrzewnowego wstrzyknięcia tiletaminy-zolazepamu (33,333 mg / kg) i ksylazyny (7,773 mg / kg) (n = 5 na grupę). Aby potwierdzić prawidłowe znieczulenie, delikatnie uszczypnij łapę zwierzęcia i obserwuj ruchy, takie jak wycofanie łapy itp. Brak ruchu wskazuje, że zwierzę jest wystarczająco znieczulone, aby wykonać operację.</li>
	<li>Aby zapobiec wysuszeniu oczu zwierzęcia, nałóż maść weterynaryjną na oczy w wystarczającej ilości w znieczuleniu. Odsłonić wątrobę przez nacięcie w linii środkowej brzucha i nakłuć wątrobę igłą 18 G, aby wywołać krwawienie.</li>
	<li>Usunąć płynącą krew za pomocą sterylnej gazy i natychmiast umieścić 100 μl taśmy lub kleju fibrynowego (kontrola pozytywna) na miejscu krwawienia. 
	nuta: Po nałożeniu taśmy TAPE nie jest potrzebne dalsze szycie ze względu na jej wysoce odporne na krew właściwości adhezyjne na tkankach rany. W przypadku kontroli ujemnej nie stosuje się leczenia w miejscu krwawienia.</li>
	<li>W każdym przypadku umieść bibułę filtracyjną o znanej masie pod wątrobą, aby zebrać krew z miejsca uszkodzenia. Wymieniaj papier na nowy co 30 sekund 4 razy (tj. 2 minuty).</li>
	<li>Mierz masę wchłoniętej krwi na każdej bibule filtracyjnej pobranej co 30 sekund. Po eksperymencie na zwierzętach należy złożyć ofiary myszy poprzez eutanazję przez uduszenie CO2</li>.
</ol>

<ol><li>Leggat, P. A., Smith, D. R., Kedjarune, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+applications+of+cyanoacrylate+adhesives%3A+a+review+of+toxicity%5BTitle%5D)+AND+%22ANZ+J+Surg%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Fibrin+Sealants+and+Glues%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiac+Surg%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Fibrin+sealant%3A+scientific+rationale%2C+production+methods%2C+properties+and+current+clinical+use%5BTitle%5D)+AND+%22Vox.+Sang%22%5BJournal%5D)">Fibrin sealant: scientific rationale, production methods, properties and current clinical use.</a> Vox. Sang. 72 (3), 133-143 (1997).</li>
<li>Schultz, D. G. FDA approval: BioGlue Surgical Adhesive P010003. FDA. , Available from: http://www.accessdata.fda.gov/cdrh_docs/pdf/P010003a.pdf (2001).</li>
<li>Nomori, H., Horio, H., Suemasu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+efficacy+and+side+effects+of+gelatin-resorcinol+formaldehyde-glutaraldehyde+%28GRFG%29+glue+for+preventing+and+sealing+pulmonary%5BTitle%5D)+AND+%22Surg.+Today%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Surgical+adhesives%3A+Systematic+review+of+the+main+types+and+development+forecast%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">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. Traumatic injuries. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBhatia%2C+SK+%22Biomaterials+for+clinical+applications%22">Biomaterials for clinical applications</a>. , Springer. New York. 1st Ed 213-258 (2010).</li>
<li>Bouten, P. J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+chemistry+of+tissue+adhesive+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">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. M., Peppas, N. A., Khademhosseini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+materials%3A+Current+challenges+and+nano-enabled+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Today%22%5BJournal%5D)">Surgical materials: Current challenges and nano-enabled solutions.</a> Nano Today. 9 (5), 574-589 (2014).</li>
<li>Strausberg, R. L., Link, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein-based+medical+adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22Trends.Biotechnol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Injectable+candidate+sealants+for+fetal+membrane+repair%3A+bonding+and+toxicity+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Obstet+Gynecol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Injectable+citrate-based+mussel-inspired+tissue+bioadhesives+with+high+wet+strength+for+sutureless+wound+closure%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">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. H., Lee, Y., Kong, W. H., Kim, T. G., Park, T. G., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catechol-functionalized+chitosan%2Fpluronic+hydrogels+for+tissue+adhesives+and+hemostatic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Catechol-functionalized chitosan/pluronic hydrogels for tissue adhesives and hemostatic materials.</a> Biomacromolecules. 12 (7), 2653-2660 (2011).</li>
<li>Mahdavi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+biodegradable+and+biocompatible+gecko-inspired+tissue+adhesive%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">A biodegradable and biocompatible gecko-inspired tissue adhesive.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 105 (7), 2307-2310 (2008).</li>
<li>Lee, H., Lee, B. P., Messersmith, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+reversible+wet%2Fdry+adhesive+inspired+by+mussels+and+geckos%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A reversible wet/dry adhesive inspired by mussels and geckos.</a> Nature. 488, 338-341 (2007).</li>
<li>Yang, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+bio-inspired+swellable+microneedle+adhesive+for+mechanical+interlocking+with+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Commun%22%5BJournal%5D)">A bio-inspired swellable microneedle adhesive for mechanical interlocking with tissue.</a> Nature Commun. 4, 1702-1710 (2013).</li>
<li>Spotnitz, W. D., Burks, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemostats%2C+sealants%2C+and+adhesives%3A+components+of+the+surgical+toolbox%5BTitle%5D)+AND+%22Transfusion+%28Paris%29%22%5BJournal%5D)">Hemostats, sealants, and adhesives: components of the surgical toolbox.</a> Transfusion (Paris). 48 (7), 1502-1516 (2008).</li>
<li>Erel, I., Schlaad, H., Demirel, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+structural+isomerism+and+polymer+end+group+on+the+pH-stability+of+hydrogen-bonded+multilayers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Effect of structural isomerism and polymer end group on the pH-stability of hydrogen-bonded multilayers.</a> J Colloid Interface Sci. 361 (2), 477-482 (2011).</li>
<li>Shutava, T. G., Prouty, M. D., Agabekov, V. E., Lvov, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antioxidant+Properties+of+Layer-by-Layer+films+on+the+Basis+of+Tannic+Acid%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Lett%22%5BJournal%5D)">Antioxidant Properties of Layer-by-Layer films on the Basis of Tannic Acid.</a> Chem Lett. 35 (10), 1144-1145 (2006).</li>
<li>Schmidt, D. J., Hammond, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemically+erasable+hydrogen-bonded+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Commun%22%5BJournal%5D)">Electrochemically erasable hydrogen-bonded thin films.</a> Chem Commun. 46 (39), 7358-7360 (2010).</li>
<li>Shutava, T., Prouty, M., Kommireddy, D., Lvov, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((pH+Responsive+Decomposable+Layer-by-Layer+Nanofilms+and+Capsules+on+the+Basis+of+Tannic+Acid%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">pH Responsive Decomposable Layer-by-Layer Nanofilms and Capsules on the Basis of Tannic Acid.</a> Macromolecules. 38 (7), 2850-2858 (2005).</li>
<li>Erel, I., Zhu, Z., Zhuk, A., Sukhishvili, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen-bonded+layer-by-layer+films+of+block+copolymer+micelles+with+pH-responsive+cores%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Hydrogen-bonded layer-by-layer films of block copolymer micelles with pH-responsive cores.</a> J Colloid Interface Sci. 355 (1), 61-69 (2011).</li>
<li>Kim, B. -S., Lee, H. -I., Min, Y., Poon, Z., Hammond, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen-bonded+multilayer+of+pH-responsive+polymeric+micelles+with+tannic+acid+for+surface+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Commun%22%5BJournal%5D)">Hydrogen-bonded multilayer of pH-responsive polymeric micelles with tannic acid for surface drug delivery.</a> Chem Commun. 45 (28), 4194-4196 (2009).</li>
<li>Murakami, Y., Yokoyama, M., Nishida, H., Tomizawa, Y., Kurosawa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+hemostasis+model+for+the+quantitative+evaluation+of+hydrogel-based+local+hemostatic+biomaterials+on+tissue+surface%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+Surf+B+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">A simple hemostasis model for the quantitative evaluation of hydrogel-based local hemostatic biomaterials on tissue surface.</a> Colloids Surf B Biointerfaces. 65 (2), 186-189 (2008).</li>
<li>Kim, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TAPE%3A+A+Medical+Adhesive+Inspired+by+a+Ubiquitous+Compound+in+Plants%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">TAPE: A Medical Adhesive Inspired by a Ubiquitous Compound in Plants.</a> Adv Funct Mater. 25 (16), 2402-2410 (2015).</li>
<li>Suzuki, S., Ikada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesion+of+cells+and+tissues+to+bioabsorbable+polymeric+materials%3A+scaffolds%2C+surgical+tissue+adhesives+and+anti-adhesive+materials%5BTitle%5D)+AND+%22J+Adhes.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Adhesion of cells and tissues to bioabsorbable polymeric materials: scaffolds, surgical tissue adhesives and anti-adhesive materials.</a> J Adhes. Sci. Technol. 24 (13), 2059-2077 (2010).</li>
<li>Lomova, M. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multilayer+Capsules+of+Bovine+Serum+Albumin+and+Tannic+Acid+for+Controlled+Release+by+Enzymatic+Degradation%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mater+Interfaces%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((DNA%2FTannic+Acid+Hybrid+Gel+Exhibiting+Biodegradability%2C+Extensibility%2C+Tissue+Adhesiveness%2C+and+Hemostatic+Ability%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Responsive+microcapsule+reactors+based+on+hydrogen-bonded+tannic+acid+layer-by-layer+assemblies%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+rapid%2C+efficient%2C+and+facile+solution+for+dental+hypersensitivity%3A+The+tannin-iron+complex%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">A rapid, efficient, and facile solution for dental hypersensitivity: The tannin-iron complex.</a> Sci Rep. 5, 10884(2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Opracowaliśmy zupełnie nową klasę klejów hemostatycznych o nazwie TAPE, zainspirowaną wodoodpornym oddziaływaniem molekularnym związku polifenolowego pochodzenia roślinnego, TA. TA jest reprezentatywną hydrolizowalną taniną, która znacznie przyciągnęła uwagę ze względu na swoje właściwości przeciwutleniające, przeciwbakteryjne, przeciwmutagenne i przeciwnowotworowe.
Proces wytwarzania TAPE jest niezwykle prosty, skalowalny i przyjazny dla środowiska, ponieważ jest to tylko jednoetapowe mieszan...

W ciągu ostatniej dekady podjęto wysiłki, aby zastąpić obecne szwy chirurgiczne i zszywki do zamykania ran biodegradowalnymi/biowchłanialnymi klejami ze względu na ich wygodę w użyciu i niską inwazyjność tkanek podczas zabiegów chirurgicznych. Dostępne na rynku kleje tkankowe dzielą się na cztery typy: (1) pochodne cyjanoakrylanu1, (2) kleje fibrynowe powstałe w wyniku enzymatycznej konwersji z fibrynogenu do polimerów fibryny przez trombinę2,3, (3) materiały na bazie białek, takie jak chemicznie lub fizycznie usieciowana albumina i/lub żelatyna4,5 oraz (4) syntetyczne kleje na bazie polimerów6. Chociaż są one używane w wielu zastosowaniach klinicznych, wszystkie kleje mają swoje wewnętrzne wady i wady, które mogą być przeszkodą w ich powszechnym stosowaniu. Kleje na bazie cyjanoakrylanu wykazują wysoką przyczepność do tkanek, ale ich toksyczne produkty uboczne, takie jak cyjanooctan i formaldehyd, powstające podczas degradacji, często powodują znaczny stopień reakcji zapalnych7. Kleje fibrynowe i materiały na bazie albuminy lub żelatyny mają problemy z bezpieczeństwem w odniesieniu do przenoszenia składników zakaźnych, takich jak wirusy, ze źródeł zwierzęcych: ludzkiego osocza krwi w przypadku klejów fibrynowych i zwierząt, w tym bydła, kurczaków, świń i ryb w przypadku klejów na bazie żelatyny8. Chociaż kilka syntetycznych klejów na bazie polimerów zostało zatwierdzonych przez Federalną Agencję ds. Leków (FDA), większość klejów wykonanych z polimerów syntetycznych nadal ma trudności z minimalizacją etapów procesu produkcyjnego i osiągnięciem biokompatybilności9. Co najważniejsze, wszystkie kleje mają słabą wytrzymałość mechaniczną i przyczepność do mokrych tkanek10. Ostatnio biomimetyczne kleje tkankowe inspirowane małżami morskimi11-13, gekonami14, gekonami z małżami15 i robakami endopasożytniczymi16 stają się obiecującą alternatywą dla obecnych klejów medycznych ze względu na ich przestrajalne właściwości mechaniczne i adhezyjne z biokompatybilnością. Jednak do dnia dzisiejszego nadal istnieją problemy, które należy rozwiązać, zanim staną się one produktami komercyjnymi17.
Tutaj opisujemy zupełnie nowy rodzaj kleju medycznego o nazwie TAPE, który jest wytwarzany przez międzycząsteczkowe wiązanie wodorowe między cząsteczką kleju pochodzenia roślinnego, kwasem garbnikowym (TA), a bioobojętnym polimerem poli(glikol etylenowy) (PEG), jak sama nazwa wskazuje. TA jest reprezentatywną hydrolizowalną taniną występującą powszechnie podczas wtórnego metabolizmu roślin. Cieszy się dużym zainteresowaniem ze względu na swoje właściwości przeciwutleniające, antymutagenne i przeciwnowotworowe i wykazano, że uczestniczy w interakcjach supramolekularnych z wieloma polimerami, takimi jak poli(N-izopropyloakrylamid) (PNIPAM) i poli(N-winylopirolidon) (PVPON), tworząc warstwy po warstwie (LbL) warstwy18-20 i mikrokapsułki uwalniające leki21-23. W tym badaniu odkrywamy, że TA może działać jako wydajna, wodoodporna grupa funkcjonalna kleju, tworząc klej medyczny TAPE. Poprzez proste zmieszanie z TA, niezabrudzający polimer PEG staje się klejem supramolekularnym o 2,5-krotnie zwiększonej sile przyczepności w porównaniu z dostępnym na rynku klejem fibrynowym, a przyczepność ta została utrzymana przez maksymalnie 20 cykli mocowania i odłączania, nawet w obecności wody. Jego zdolność hemostatyczna została przetestowana na modelu krwawienia z wątroby in vivo i wykazała dobrą zdolność hemostatyczną do zatrzymywania krwawienia w ciągu kilku sekund. TAPE ma swoje znaczące znaczenie w pokrewnej dziedzinie jako pierwszy klej pochodzenia roślinnego, który może ujawnić nowe spojrzenie na rozwiązywanie wad obecnych problemów za pomocą podejść inspirowanych biologią. Spodziewamy się również powszechnego stosowania TAPE w różnych zastosowaniach medycznych i farmaceutycznych, takich jak kleje śluzowe, plastry uwalniające leki, opatrunki do leczenia ran i inne, ze względu na prostą metodę przygotowania, skalowalność, przestrajalny współczynnik biodegradacji, a także wysoce odporne na wilgoć właściwości adhezyjne.

<table><tbody><tr><td>Kwas garbnikowy</td><td>Sigma-aldrich</td><td>403040</td><td></td></tr><tr><td>Poli(tlenek etylenu), 4-ramienny, zakończony hydroksylem</td><td>Aldrich</td><td>565709</td><td>Averge Mn ~ 10 000</td></tr><tr><td>Poli(glikol etylenowy)</td><td>Aldrich</td><td>373001</td><td>Średnia Mn 4,600</td></tr><tr><td>Stempel do biopsji</td><td>Miltex</td><td>33-36</td><td>Średnica = 6 mm</td></tr><tr><td>Aron Alpha</td><td>Toagosei Co., Ltd.</td><td></td><td>Klej błyskawiczny</td></tr><tr><td>Uniwersalna maszyna wytrzymałościowa (UTM)</td><td>Instron</td><td>5583</td><td></td></tr><tr><td>Probówki do mikrowirówek</td><td>SPL life science</td><td>60015</td><td>1,5 ml</td></tr><tr><td>szalka Petriego</td><td>SPL life science</td><td>10090</td><td>90 x 15 mm</td></tr><tr><td>Fosforan sodu jednozasadowy</td><td>Sigma</td><td>S5011</td><td>1x PBS składnik</td></tr><tr><td>Fosforan sodu dwuzasadowy</td><td>Sigma</td><td>S5136</td><td>1x Składnik PBS</td></tr><tr><td>Chlorek sodu</td><td>Duchefa biochemie</td><td>S0520.5000</td><td>1x składnik PBS</td></tr><tr><td>Wytrząsarka do inkubacji</td><td>Towarzysz laboratoryjny</td><td>SIF6000R</td><td></td></tr><tr><td>myszy ICR</td><td>Orient bio</td><td>Normalna mysz ICR</td><td>6 tygodni, 30 - 35 g, samiec</td></tr><tr><td>Tiletamine-zolazepam (Zoletil 50)</td><td>Virbac</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zylazyna (Rompun)</td><td>Bayer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Igła PrecisionGlideTM (18 G)</td><td>BD</td><td>302032</td><td>18 G</td></tr><tr><td>Bibuła filtracyjna</td><td>Whatman</td><td>1001 125</td><td>Średnica = 125 mm</td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Bemis Elastyczny paking</td><td>PM996</td><td></td></tr></tbody></table>

taŚma: biodegradowalny klej hemostatyczny inspirowany wszechobecnym związkiem w roślinach do zastosowań chirurgicznych

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

Ten film opisuje najprostszy protokół przygotowania biodegradowalnego kleju chirurgicznego, który ma skuteczną zdolność hemostatyczną i większą wodoodporną siłę przylegania niż komercyjne kleje tkankowe. Kleje medyczne cieszą się dużym zainteresowaniem jako potencjalne narzędzia alternatywne dla szwów i zszywek ze względu na ich wygodę użytkowania przy minimalnej inwazyjności. Chociaż istnieje kilka protokołów opracowywania klejów tkankowych, w tym te dostępne na rynku, takie jak kleje fibrynowe i materiały na bazie cyjanoakrylanu, w większości wymagają one szeregu syntez chemicznych cząsteczek organicznych lub skomplikowanych metod oczyszczania białek, w przypadku materiałów bionapędzanych (np. kleju fibrynowego). Również opracowanie klejów chirurgicznych wykazujących wysokie właściwości adhezyjne przy zachowaniu biodegradowalności jest nadal wyzwaniem ze względu na trudności w osiągnięciu dobrych osiągów w wilgotnym środowisku ciała. Ilustrujemy nową metodę wytwarzania kleju medycznego, znaną jako TAPE, poprzez oddzielenie na podstawie masy niemieszającego się z wodą agregatu supramolekularnego powstałego po fizycznym zmieszaniu pochodzącej z roślin, odpornej na wilgoć cząsteczki kleju, Tannic Acid (TA) i dobrze znanego biopolimeru, glikolu poli(etylenowego) (PEG). Dzięki naszemu podejściu TAPE wykazuje wysoką siłę przyczepności, która jest 2,5-krotnie większa niż komercyjny klej fibrynowy w obecności wody. Ponadto TAPE ulega biodegradacji w warunkach fizjologicznych i może być stosowany jako silny klej hemostatyczny przeciw krwawieniu z tkanek. Spodziewamy się powszechnego stosowania taśmy w różnych środowiskach medycznych i zastosowaniach związanych z dostarczaniem leków, takich jak polimery do koadhezji, magazyny leków i inne.

TAPE jest agregatem supramolekularnym, który osadza się po odwirowaniu mieszaniny dwóch roztworów wodnych zawierających TA (1 g/ml w wodzie destylowanej) i PEG (1 g/ml w wodzie destylowanej) w stosunku objętościowym 2:1 (Rysunek 1A). Stosunek mieszania jest kluczowym czynnikiem w uzyskaniu wysokiej wytrzymałości adhezyjnej; gdy TAPE jest tworzony w stosunku mieszania 2:1, 20 jednostek grup hydroksylowych (-OH) w 25 jednostkach TA oddziałuje z każdą grupą eterową (-O-) w P...

Opisujemy najprostszy protokół przygotowania biodegradowalnego kleju medycznego o skutecznej zdolności hemostatycznej. TAPE to niemieszający się z wodą agregat supramolekularny otrzymany przez zmieszanie kwasu garbnikowego, wszechobecnego związku występującego w roślinach, i glikolu poli(etylenowego), dającego 2,5 razy większą wodoodporną przyczepność w porównaniu z dostępnym na rynku klejem fibrynowym.

TAŚMA: Biodegradowalny klej hemostatyczny inspirowany wszechobecnym związkiem w roślinach do zastosowań chirurgicznych

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

Ogólnym celem niniejszego protokołu jest opracowanie biodegradacyjnego kleju hemostatycznego do zastosowań chirurgicznych, inspirowanego powszechnie występującym w roślinach związkiem. Metoda ta może pomóc w zrozumieniu mechanizmu adhezji wodoodpornej biomimetyków, takich jak kleje tkankowe i uszczelniacze w zastosowaniach biomedycznych. Główną zaletą tej techniki jest to, że proces wytwarzania TAPE jest niezwykle prosty, skalowalny i przyjazny dla środowiska.W pierwszej kolejności przygotuj roztwór kwasu taninowego w czteromililitrowej szklanej fiolce na mieszalniku magnetycznym. Dodaj 1 ml wody destylowanej oraz 1 g kwasu taninowego, mieszając przy prędkości 200 rpm. Po godzinie kwas taninowy zostanie całkowicie rozpuszczony w brązowym roztworze.Następnie dodaj jeden mililitr wody destylowanej do jednego grama proszku PEG i wymieszaj je za pomocą wstrząsarki typu vortex, aż powstanie biała zawiesina. Przechowuj zawiesinę w temperaturze 60 °C przez 10 minut. Powinna ona stać się całkowicie przejrzysta.Następnie pozostaw go w temperaturze pokojowej. Dalej, w probówce do mikrowirówki, wymieszaj 329 µL roztworu PEG z 671 µL roztworu kwasu taninowego. Pobieraj alikwoty powoli, poniewa

tape-biodegradable-hemostatic-glue-inspired-ubiquitous-compound

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Opisano proces wytwarzania nowego, elastycznego chirurgicznego kleju w formie cienkiej warstwy z zatwierdzonych przez FDA składników: chitosanu oraz zieleni indocyjaninowej. Zademonstrowano wiązanie tego kleju z tkanką kolagenową poprzez prosty proces aktywacji z użyciem niskomocnego lasera podczerwonego.

SurgiLux: przygotowanie i demonstracja aktywowanej laserowo cienkiej powłoki chirurgicznego kleju na bazie chitosanu

Do naprawy tkanek podczas procedur chirurgicznych zazwyczaj niezbędne są szwy. Jednak ich stosowanie może być problematyczne, ponieważ są one inwazyjne i mogą uszkodzić tkankę. W niniejszym opracowaniu przedstawiono metody wytwarzania i aplikacji nowatorskiego kleju tkankowego. Ta folia adhezyjna jest aktywowana laserowo i nie wymaga stosowania szwów.

Wytwarzanie i zastosowanie błon z błękitu bengalskiego i chitosanu w laserowej naprawie tkanek

Ten protokół ma na celu złagodzenie ograniczeń związanych z nieprawidłowym przeszczepem komórek macierzystych w leczeniu zawałów mięśnia sercowego za pomocą systemu hydrożelowego i kleju na bazie fibryny. Dzięki takiemu podejściu można utrzymać kontakt komórka-tkanka po zawale choroby, zwiększając potencjał terapeutyczny korzystnych środków w miejscu urazu.

Konstrukt hydrożelowy i podejście oparte na kleju na bazie fibryny w celu dostarczania leków w mysim modelu zawału mięśnia sercowego.

Adhezyjna komórka jest kluczem do wielu podejść w badaniach nad biomateriałami i inżynierii tkankowej. Przedstawiono technikę krok po kroku wykorzystującą chemię mokrą do modyfikacji powierzchni ważnego polimeru PTFE za pomocą peptydów.

Chemia mokra i immobilizacja peptydów na politetrafluoroetylenie w celu poprawy adhezji komórek

Tutaj prezentujemy protokół leczenia żyły odpiszczelowej (GSV) i żyły odpiszczelowej małej (SSV) dotkniętych ciężkim refluksem patologicznym, przy użyciu oryginalnego sklerozywającego i embolizującego kleju na bazie cyjanoakrylanu składającego się z cyjanoakrylanu N-butylu i metakrylosulfolianu (NBCA+MS).

Zamknięcie żyły odpiszczelowej wielkiej i małej za pomocą kleju kopolimerowego na bazie cyjanoakrylanu n-butylu i metakrylosulfolianu

Mechanicznie izolowana frakcja naczyniowa zrębu (SVF) w połączeniu z hydrożelem fibrynowym oferuje łatwy i skuteczny nośnik dla żywotnych komórek zrębowych pochodzących z tkanki tłuszczowej dla różnych wskazań, w tym inżynierii tkankowej i/lub gojenia się ran. W tym miejscu przedstawiamy przygotowanie mechanicznego konstruktu hydrożelowego SVF (mSVF)-fibryna do badań translacyjnych i zastosowań klinicznych.

Połączenie mechanicznie izolowanej frakcji zrębu naczyniowego i hydrożelu fibrynowego: protokół przetwarzania

Celem tego badania jest opracowanie skutecznej metody osiągania hemostazy w tętnicach myszy.

Prosty i skuteczny zabieg na hemostazę w tętnicach myszy

Protokół ten opisuje kompleksową metodę ochrony miejsc dawców podniebienia poprzez zastosowanie gąbki kolagenowej i plastra mukoadjektycznego, który następnie jest stabilizowany szwami zawieszającymi dla wzmocnienia i długotrwałego gojenia ran.

Uproszczony protokół ochrony miejsc dawcy tkanek miękkich podniebienia z wykorzystaniem doustnego opatrunku mukoadhezyjnego

Samoorganizujące się monowarstwy (SAMs) utworzone z długołańcuchowych alkanotioli na złocie stanowią precyzyjnie zdefiniowane podłoża do tworzenia wzorów białkowych oraz ograniczania przestrzeni wzrostu komórek. Mikro kontaktowy druk heksadekanotiolu przy użyciu stempla z polidimetylosiloksanu (PDMS), a następnie wypełnienie wolnych przestrzeni monomerem alkanotiolu zakończonym grupą glikolową, pozwala na uzyskanie wzoru, w którym białka i komórki adsorbują wyłącznie do obszaru z nadrukowanym...

Tworzenie dwuwymiarowych wzorowanych podłoży do ograniczania przestrzeni białek i komórek

Ten protokół pokaże ekstrakcję i analizę wolnych i estryfikowanych bioaktywnych kwasów tłuszczowych z komórek. Kwasy tłuszczowe są dokładnie oznaczane ilościowo za pomocą rozcieńczania stabilnych izotopów, chiralnej chromatografii cieczowej, wychwytywania elektronów, atmosferycznej jonizacji chemicznej, wielokrotnego monitorowania spektrometrii mas (SID-LC-ECAPCI-MRM/MS).

Ekstrakcja lipidów komórkowych do ukierunkowanego rozcieńczania stabilnych izotopów Chromatografia cieczowa - analiza spektrometrii mas

Poznaj metodę przygotowania biodegradowalnego kleju hemostatycznego TAPE z kwasu taninowego i poli(etylenoglikolu) do zastosowań chirurgicznych. Klej wykazuje 2,5-krotnie większą odporność na wodę niż klej fibrynowy.

TAŚMA: Biodegradowalny klej hemostatyczny inspirowany wszechobecnym związkiem w roślinach do zastosowań chirurgicznych

Przeglądaj więcej filmów