Name: A base de quitosana, Laser Activated adesiva Thin Film cirúrgica , SurgiLux : Preparação e demonstração (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 32 s
Description: Aprenda a preparar e aplicar o adesivo cirúrgico laser-ativado SurgiLux à base de quitosana. Este método demonstra a ligação eficaz a tecido colágeno usando ativação por laser infravermelho de baixa potência.

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Os autores reconhecem uma concessão do National Health and Medical Research Council da Austrália (NHMRC # 1000674) para LJR Foster.

1. Preparação da Solução SurgiLux <ol><li> Prepara-se uma solução de 2% (v / v) de ácido acético utilizando água desionizada num copo de vidro limpo, utilizar uma câmara de fluxo laminar para evitar a contaminação. </li><li> Pesar 0,02% (w / v) do cromóforo, verde de indocianina, ICG, em um tubo Eppendorf estéril, assegurar o tubo é envolvido em folha de prata para evitar qualquer penetração de luz. </li><li> Usando uma pipeta descartável e limpa, transferir aproximadamente 1 ml de solução diluída de ácido acético, para o tubo para dissolver o corante, agitar e manter envolvido em folha. </li><li> Transferir o ICG solubilizado no copo e adicionar 2% (w / v) de pó de quitosano antes da adição de um agitador magnético estéril. </li><li> Cobrir a proveta com Parafilm seguida, enrole em folha de prata, antes de misturar o conteúdo a cerca de 125 rpm durante 72 horas à temperatura ambiente numa câmara de fluxo laminar. </li><li> Transferir o conteúdo em tubos de centrífuga limpo e centrifugar a 15000 xg durante 15 min a 4 ° C para remover qualquer particulate importa. </li><li> Transferir cuidadosamente a solução SurgiLux verde, num copo de vidro limpo, cobrir com Parafilm seguida, enrole em folha de prata, antes de guardar num frigorífico durante 12 h para aumentar a viscosidade da solução. </li></ol> 2. Fundição de SurgiLux Films <ol><li> Utilizando uma seringa estéril, dispensar 8 ml da solução SurgiLux frio num prato, limpo Petri de 95 mm de diâmetro, e incline suavemente a placa para assegurar uma cobertura completa da solução. Variando a razão entre o volume da solução a área de fundição permite o controlo da espessura da película, ver Figura 1. </li><li> Remover quaisquer bolhas visíveis na solução usando a ponta de uma agulha estéril. Cubra o prato em folha de prata e coloque no frigorífico para remover qualquer resíduo micro-empresas bolhas. </li><li> Após 20 min cuidadosamente remover a placa de Petri do frigorífico, em lugar de uma câmara de fluxo laminar, cobrir com folha de prata e deixar a solução a evaporar, durante 3 semanas. </li><li> Após complete evaporação, a pontuação dos bordos exteriores da película SurgiLux verde claro na placa de Petri e suavemente &quot;casca&quot; da película afastado da superfície do prato. </li><li> O filme SurgiLux deve ser flexível e facilmente manipulados sem rasgar ou quebrar. </li><li> Armazenar os filmes SurgiLux circulares na placa de Petri, embrulhados em folha de prata sob condições secas até que esteja pronto para uso. </li></ol> 3. Ativação Laser de Filmes SurgiLux adesivas <ol><li> Para demonstrar o processo de activação de laser que vai usar um pedaço de tecido de bovino como bife cortado com um tamanho de 15 mm de largura e 20 mm de comprimento. Dissecar o tecido em linha recta, utilizando um número 10 da lâmina cirúrgica, para produzir duas tiras de 15 por 10 mm. </li><li> Aproximar as duas peças de tecido, de modo que as suas extremidades se tocam, mas não se sobrepondo, e usando um cotonete de algodão ou de gaze, suavemente absorver qualquer excesso de líquido. </li><li> Em seguida, corte um pedaço de filme SurgiLux 7 x 9 mm e coloque cuidadosamente as longitudinalmente cinema em todo o p bisectedIECE de tecido, em seguida, pressione suavemente com um cotonete seco. </li><li> Filmes SurgiLux são activadas através de um diodo laser de infra-vermelhos para um nível de 120 mW. Como este é um laser de classe III-B, medidas de segurança apropriadas devem ser tomadas, incluindo o uso de óculos de segurança apropriados para todas as pessoas. </li><li> Começando no canto, irradiar a SurgiLux com um laser de infravermelhos fixado a 120 mW e um tamanho de mancha de feixe de 1 mm de diâmetro. Passar o ponto de feixe ao longo do filme verde a uma taxa de cerca de 1 mm por segundo. Repetir o processo de irradiação mais duas vezes. </li></ol> 4. Força da Reparação <ol><li> Cuidadosamente fixar as extremidades do tecido em as pinças de um instrumento de teste de tracção. Estamos usando um sistema Instron Mini55 com uma célula de carga de 50 Newton. A carga máxima, a força de tracção, e de extensão na ruptura foram calculados utilizando software de computador Bluehill (EUA). Meio de, pelo menos, 10 amostras foram determinados (n = 10). </li><li> Tome-se o &#39;folga&#39;e em seguida separar os pedaços de tecido a uma velocidade de 1 mm por segundo, até que as duas peças de tecido unidas por a tira SurgiLux separada completamente. </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>

Não há conflitos de interesse declarados.

A quitosana pode ser obtido de uma variedade de pesos moleculares e com vários graus de deactylation (ADD). As variações na pureza quitosana pode conduzir à presença de partículas na solução SurgiLux; centrifugação é usada para eliminar estes e deve resultar em uma solução transparente verde. No entanto, a filtragem pode também ser utilizado como um passo de fabricação adicional ou alternativo. Como com qualquer material de processamento, as variações, tais como quitosana DDA e peso molecular, tem implicações para os fi...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente / equipamento </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários (opcional) </td></tr><tr><td> Quitosana </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 448877 </td><td></td></tr><tr><td> Indocianina verde </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I2633 </td><td> Também conhecido como Cardiogreen </td></tr><tr><td> Ácido acético </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 320099 </td><td></td></tr><tr><td> Infra-vermelho laser de diodo com entrega de fibra. (808 nm, 120 mW, feixe de núcleo de 200 um) </td><td> CNI Lasers </td><td> Fc-808 </td><td> Sistema variável até 5 W de potência </td></tr><tr><td> Laser óculos de segurança </td><td> CNI Lasers </td><td> LS-G </td><td></td></tr><tr><td> Aparelho de ensaio de tracção </td><td> Instron Pty Ltd </td><td> 5542 </td><td> Célula de carga de 50 N </td></tr></tbody></table>

a base de quitosana, laser activated adesiva thin film cirúrgica &quot;, surgilux &#39;: preparação e demonstração

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

Suturas são uma tecnologia 4.000 anos de idade que continuam a &quot;padrão-ouro&quot; para o fechamento da ferida, em virtude de sua força de reparação (~ 100 kPa). No entanto, as suturas podem agir como um nidus para a infecção e, em muitos procedimentos não são capazes de efectuar a reparação de feridas, ou interferir com a regeneração do tecido funcional. Uma colas e adesivos cirúrgicos, tais como as baseadas em fibrina e cianoacrilatos, têm sido desenvolvidos como alternativas à sutura para a reparação de feridas. No entanto, os actuais adesivos comerciais também têm desvantagens significativas, que vão de transferência viral e priónica e uma falta de força de reparação como com as colas de fibrina, a toxicidade dos tecidos e falta de biocompatibilidade para os adesivos de cianoacrilato à base. Além disso, actualmente disponíveis adesivos cirúrgicos tendem a ser à base de gel e pode ter estendido tempos de cura que limitam a sua aplicação. 2 Da mesma forma, o uso de lasers UV para facilitar a reticulação de proteínas em mecanismos baseados ou albumina &#39;solders &quot;pode ​​levar a danos no DNA durante a soldagem a laser de tecido (LTW) predispõe danos térmicos aos tecidos. 3 Apesar de suas desvantagens, adesivos e LTW ter capturado cerca de 30% do mercado de fechamento da ferida relatado para ser em excesso de EUA $ 5 bilhões por ano, uma prova significativa para a necessidade de uma tecnologia sem sutura 4. Na busca de tecnologia sem sutura nós utilizamos quitosana como um biomaterial para o desenvolvimento de uma película flexível fina, laser activado adesivo cirúrgico denominado «SurgiLux &#39;. Este bioadesivo novel utiliza uma combinação única de biomateriais e fotônica que são aprovados pela FDA e utilizado com sucesso numa variedade de aplicações biomédicas e produtos. SurgiLux supera todas as desvantagens associadas com suturas e correntes adesivos cirúrgicos (ver Tabela 1). Nesta apresentação, relatamos o protocolo relativamente simples para a fabricação de SurgiLux e demonstrara sua activação laser e resistência da solda de tecidos. Filmes SurgiLux aderência do tecido colagenoso, sem modificação química, tais como a ligação cruzada e através de irradiação com um relativamente baixo consumo de energia laser (120 mW) de infravermelhos em vez de luz UV. Filmes de quitosana tem uma atração natural, mas fraco adesivo para colágeno (~ KPa 3), laser ativação da base de quitosana SurgiLux filmes enfatiza a força dessa adesão por meio de interações da cadeia de polímeros, como consequência da expansão térmica transiente. 5 Sem essa &#39;ativação&#39; processo , filmes SurgiLux são facilmente removidos. 6-9 SurgiLux foi testado tanto in vitro como in vivo numa variedade de tecidos, tais como nervos, intestino dura-máter, e córnea. Em todos os casos, demonstraram boa biocompatibilidade e lesão térmica desprezável em consequência da irradiação. 6-10

Centrifugação leva a uma solução verde transparente, o que aumenta a viscosidade após armazenamento a 4-6 ° C. Após repouso durante 3 semanas, a solução verde é convertido em um filme transparente verde SurgiLux cerca de 20 microns de espessura e, tal como demonstrado no vídeo, é facilmente flexível. Após a irradiação com o laser, as ligações de película SurgiLux ao tecido. Isto pode ser observado nos bordos do filme, onde o tecido é exibida a contrair medida que o feixe de laser passa atrav...

A fabricação de uma novela, filme flexível fino adesivo cirúrgico a partir de ingredientes aprovados pela FDA, a quitosana e indocianina verde é descrito. Bonding deste adesivo para tecido colagenoso através de um processo de activação com um simples de baixa potência de laser infra-vermelho é demonstrada.

A base de quitosana, Laser Activated adesiva Thin Film cirúrgica &quot;, SurgiLux &#39;: Preparação e demonstração

As suturas são uma tecnologia de 4.000 anos que permanecem como o "padrão-ouro" para o fechamento de feridas devido à sua força de reparo (~100 KPa). No entanto, as suturas ...

O objetivo geral deste procedimento é demonstrar um novo adesivo cirúrgico ativado por laser chamado Sux. Isso é realizado primeiro preparando a solução adesiva Sergi. Em seguida, a película adesiva Sux é fabricada.Em seguida, a irradiação com laser é utilizada para ligar o adesivo em filme fino de Sux ao tecido. Por fim, a ligação adesiva é testada. Em última análise, podem ser obtidos resultados que demonstram que o adesivo em filme fino de Sul lock se liga fortemente ao tecido após a irradiação com laser.A principal vantagem desta técnica em relação aos métodos existentes, como os adesivos cirúrgicos de fibrina e cianoacrilato, é que o adesivo Sux é um filme fino que proporciona facilidade de operação, ausência de tempo de cura e ligação uniforme ao tecido. Demonstrará este procedimento Elizabeth Caston, aluna de doutorado do Grupo de Pesquisa em Biopolímeros. Para preparar a solução UX em uma cabine de fluxo laminar, comece por preparar uma solução a 2% de ácido acético e água deionizada em um tubo einor estéril.Pese o cromóforo em ciano verde, ou ICG, e envolva o tubo com papel alumínio para evitar a penetração de luz. Usando uma pipeta descartável limpa, transfira aproximadamente um mililitro da solução diluída de ácido acético para o tubo e agite suavemente para dissolver o corante. Transfira o ICG solubilizado para o béquer e adicione o pó de quitosana a 2%.Antes de adicionar um agitador magnético estéril, cubra o béquer com parafórmica e envolva-o com papel alumínio. Em seguida, em uma cabine de fluxo laminar, coloque o conteúdo sobre uma placa de agitação a aproximadamente 125 RPM por 72 horas à temperatura ambiente. Após a incubação, transfira o conteúdo para tubos limpos e centrifugue a 15.000 G por 15 minutos a quatro graus Celsius.Para remover qualquer material particulado, transfira cuidadosamente a solução verde de UX para um béquer de vidro limpo. Cubra-o com parafina e, em seguida, envolva o béquer com papel alumínio. Armazene a solução na geladeira por 12 horas para aumentar a viscosidade utilizando uma seringa estéril.Despeje oito mililitros da solução fria de sux em uma placa de Petri limpa de 95 milímetros de diâmetro e incline suavemente a placa para garantir a cobertura completa pela solução. Utilize a ponta de uma agulha estéril para remover quaisquer bolhas visíveis na solução. Em seguida, cubra com papel alumínio e coloque na geladeira por 20 minutos.Para remover quaisquer bolhas residuais de tamanho micrométrico, mova cuidadosamente a placa de Petri para a cabine de fluxo laminar e deixe a solução evaporar por três semanas. Após a evaporação completa, risque as bordas externas das películas verdes e transparentes de Sux e delicadamente desprenda a película da superfície da placa. Armazene as películas circulares de UX na placa de Petri, envoltas em papel alumínio, sob condições secas, até o momento de uso.O processo de ativação a laser é demonstrado aqui com um pedaço de tecido bovino, como um fragmento que é inicialmente cortado para medir 15 milímetros de largura por 20 milímetros de comprimento. Utilize uma lâmina cirúrgica número 10 para cortar o tecido ao meio, produzindo dois pedaços de aproximadamente 15 por 10 milímetros cada. Posicione os dois pedaços de tecido de modo que suas bordas estejam se tocando, mas sem sobreposição. E, utilizando um cotonete ou gaze, absorva suavemente qualquer fluido em excesso.Em seguida, corte um peda&ccedil;o de filme UX com sete por nove mil&iacute;metros e coloque-o cuidadosamente no sentido do comprimento sobre o fragmento de tecido dividido, pressionando levemente com um cotonete seco. Depois, utilizando os equipamentos de seguran&ccedil;a apropriados para lasers de classe tr&ecirc;s B, incluindo &oacute;culos de seguran&ccedil;a, use um laser de diodo infravermelho ajustado em 120 miliwatts e, come&ccedil;ando pelo canto, passe o feixe sobre o filme ULX a uma velocidade de aproximadamente um mil&iacute;metro por segundo.Repita o processo de irradiação mais duas vezes após o teste de irradiação. Teste a resistência do reparo fixando cuidadosamente as extremidades do tecido nas garras de um instrumento de teste de tração. Finalmente, elimine a folga e, em seguida, separe as peças de tecido a uma taxa de um milímetro por segundo até que as duas partes de tecido unidas pela tira de sux se separem completamente após irradiação com o laser. O filme de sux adere ao tecido, o que pode ser observado nas bordas do filme, onde o tecido parece contrair-se devido à passagem do feixe laser sobre o filme.Observe que não é observada carbonização ou ablação do tecido. A resistência da ligação do sux com o tecido é mais do que suficiente para levantar os pedaços bissectados do tecido e deve medir cerca de 15 quilopascals após seu desenvolvimento. A técnica sux abriu caminho para pesquisadores na área de cirurgia explorarem o fechamento de feridas e o teto de SULs em uma variedade de cenários clínicos.

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Bioengenharia

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Aprenda a preparar e aplicar o adesivo cirúrgico laser-ativado SurgiLux à base de quitosana. Este método demonstra a ligação eficaz a tecido colágeno usando ativação por laser infravermelho de baixa potência.

A base de quitosana, Laser Activated adesiva Thin Film cirúrgica ", SurgiLux ': Preparação e demonstração

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