TAPE: Uma biodegradável Hemostática Glue Inspirado por um Composto Ubiquitous em plantas para aplicação cirúrgica

O objetivo geral deste protocolo é desenvolver uma cola hemostática biodegradável para aplicação cirúrgica inspirada em um composto onipresente em plantas. Este método pode nos ajudar a compreender o mecanismo de adesão resistente à água em biomateriais, como adesivos teciduais e selantes em aplicações biomédicas. A principal vantagem desta técnica é que o processo de fabricação da TAPE é extremamente simples, escalonável e ambientalmente sustentável.

Primeiro, prepare uma solução de ácido tânico em um frasco de vidro de quatro mililitros em um agitador magnético. Adicione um mililitro de água destilada e um grama de ácido tânico com agitação a 200 rpm. Após uma hora, o ácido tânico estará completamente dissolvido em uma solução marrom.

Em seguida, adicione um mililitro de água destilada a um grama de pó de PEG e agite em vórtex até formar uma suspensão branca. Mantenha a suspensão a 60 graus por 10 minutos. Ela deverá ficar completamente transparente.

Em seguida, retorne-o à temperatura ambiente. Depois, em um tubo de microcentrífuga, misture 329 microlitros da solução de PEG com 671 microlitros da solução de Ácido Tânico. Retire a alíquota lentamente, pois ambas as soluções são bastante viscosas.

Misture suavemente as soluções até obter uma mistura semelhante a mel com uma espátula estreita. Centrifugue a mistura a 12.300 ×g durante três minutos em um rotor de ângulo fixo. Em seguida, retire cuidadosamente com pipeta o máximo possível do sobrenadante, deixando o TAPE completamente formado.

Armazene a FITA entre quatro e oito graus Celsius por várias semanas. Para medir a resistência adesiva da FITA, prepare um tecido-teste a partir de um punção de pele de biópsia suína. Remova toda a gordura e, em seguida, prepare dois tecidos-teste com diâmetro de seis milímetros.

Aplicar cola comercial de cianoacrilato no lado externo de cada tecido e fixar as hastes ou um objeto semelhante para ser segurado pela máquina de teste. Em seguida, aplicar uma gota de TAPE em um lado do tecido e espalhá-la uniformemente entre os lados internos dos dois tecidos para que fiquem unidos. Depois, unir e separar os tecidos várias vezes para obter uma mistura homogênea que cubra completamente a interface.

Em seguida, fixe as hastes ao aparelho de teste. Comece aplicando uma força de 20 Newtons durante um minuto. Em seguida, tracione as hastes à taxa de um milímetro por minuto até que os tecidos sejam completamente destacados.

Os dados são apresentados como uma curva força-distância. Para testar a resistência da adesão na presença de água, adicione 20 microlitros de água à área destacada entre os dois tecidos e imediatamente una as superfícies úmidas com a FITA. Repita o teste como antes, sem outras alterações.

Primeiro, corte uma tampa de oito milímetros de diâmetro de um tubo de microcentrífuga e pese-a. Em seguida, encha a tampa com 150 miligramas de TAPE e meça o peso total. Não encha a tampa além da borda, que será necessária como barreira.

Adicione 50 mililitros de tampão PBS ao frasco de cultura celular de 75 centímetros quadrados. Coloque a tampa com a carga dentro do frasco e submerja a tampa. Incube o frasco a 37 graus Celsius em um agitador orbital ajustado a 50 rpm, mas não superior a isso.

No momento desejado, remova a tampa e seque-a com gás nitrogênio. Em seguida, pese a tampa. Depois, substitua o PBS no frasco e continue a incubação com agitação suave até o próximo ponto temporal.

A partir das medições, calcule o peso relativo remanescente. Comece com um camundongo macho de seis semanas completamente anestesiado, testado com uma pinça no dedo do pé. Certifique-se de aplicar pomada veterinária nos olhos antes de iniciar a cirurgia.

Agora, exponha o fígado utilizando uma incisão abdominal mediana e coloque um papel-filtro de massa conhecida sob o fígado para imobilizá-lo. Em seguida, fure o fígado com uma agulha de calibre 18 para induzir sangramento. Enquanto absorve o sangue com gaze estéril, aplique imediatamente 100 microlitros de TAPE no local da incisão.

Para controles positivos, utilize cianoacrilato ou uma cola semelhante e não faça nada para os controles negativos. Nenhuma sutura adicional é necessária. Após aplicar o adesivo, colete o sangue do local da lesão sobre o papel.

Substitua o papel a cada 30 segundos durante dois minutos. Meça a massa do sangue absorvido nos quatro papéis filtro. O animal deve ser eutanasiado.

Várias proporções de TA e PEG foram testadas e a combinação ideal para produzir TAPE foi uma razão volumétrica de dois para um. Esse TAPE foi aplicado entre duas peles de porco com diâmetro de seis milímetros e, em seguida, testado em uma máquina de tração conforme descrito. A força necessária para destacar as duas peles de porco foi inicialmente medida em 200 quilopascais e aumentou para 250 quilopascais com ciclos repetidos.

Quando as amostras de pele foram umedecidas após cada ciclo de adesão/descolamento, a resistência à tração da ligação caiu para 90 quilopascal inicialmente e diminuiu para 50 quilopascal após 20 ciclos. A durabilidade do TAPE foi testada em pequenos volumes diluídos em PBS com agitação sob condições luminosas fisiológicas. A massa foi mantida por 21 dias utilizando a formulação na proporção dois para um.

Uma formulação na proporção um para um de TAPE durou apenas 13 dias nessas condições. Em seguida, foi realizado um teste hemostático in vivo. O fígado selado com TAPE foi comparado com cola de fibrina comercial.

O fígado selado com TAPE apresentou sangramento significativamente menor do que o fígado selado com cola de fibrina. Uma vez dominada, a preparação do TAPE pode ser realizada em cinco minutos, se for feita corretamente. Ao tentar realizar este procedimento, é importante lembrar-se de manter a proporção otimizada entre ácido tânico e PEG, pois isso pode afetar drasticamente a força de adesão do TAPE.

Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores na área de biometria explorarem formas inspiradas na natureza para resolver problemas atuais no desenvolvimento de materiais adesivos resistentes à água. Embora este método possa fornecer insights sobre materiais hemostáticos, ele também pode ser aplicado a outros sistemas, como selantes teciduais para cicatrização de feridas e adesivos implantáveis para liberação de fármacos.