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Bioengineering

टेप: एक biodegradable hemostatic गोंद सर्जिकल आवेदन के लिए पौधे में एक सर्वव्यापी कंपाउंड से प्रेरित होकर

Published: June 8, 2016 doi: 10.3791/53930
Automatic Translation
1, 1,2, 2,3
1The Graduate School of Nanoscience and Technology, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), 2Department of Chemistry, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), 3Center for Systems Biology, Massachusetts General Hospital/Harvard Medical School

Summary

हम biodegradable चिकित्सा गोंद है कि एक प्रभावी hemostatic की क्षमता है तैयार करने के लिए सरल प्रोटोकॉल का वर्णन। टेप एक पानी-अमिश्रणीय supramolecular tannic एसिड के मिश्रण से तैयार समुच्चय है, एक सर्वव्यापी यौगिक पौधों में पाया, और पाली (ethylene) ग्लाइकोल, वाणिज्यिक आतंच गोंद के साथ तुलना में 2.5 गुना अधिक पानी प्रतिरोधी आसंजन उपज।

Abstract

इस वीडियो biodegradable शल्य गोंद है कि वाणिज्यिक ऊतक चिपकने से एक प्रभावी hemostatic क्षमता और अधिक से अधिक पानी प्रतिरोधी आसंजन ताकत है तैयार करने के लिए सरल प्रोटोकॉल का वर्णन है। चिकित्सा चिपकने न्यूनतम invasiveness के साथ उपयोग में अपनी सुविधा के कारण टांके और स्टेपल करने के लिए संभावित वैकल्पिक उपकरण के रूप में काफी ध्यान आकर्षित किया है। हालांकि वहाँ सहित ऐसे आतंच glues और cyanoacrylate आधारित सामग्री के रूप में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उन लोगों के, ज्यादातर वे कार्बनिक अणुओं, या जटिल प्रोटीन-शुद्धि के तरीकों की रासायनिक संश्लेषण की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है ऊतक चिपकने के विकास के लिए कई प्रोटोकॉल, जैव-प्रेरित सामग्री के मामले में हैं (यानी, आतंच गोंद)। इसके अलावा, शल्य glues के विकास के उच्च चिपकने वाला गुण जबकि biodegradability को बनाए रखने के लिए अभी भी शरीर के गीला वातावरण में अच्छे प्रदर्शन को प्राप्त करने में कठिनाइयों के कारण एक चुनौती है प्रदर्शन। हम एक नई विधि वर्णन एक तैयार करने के लिएचिकित्सा गोंद, टेप के रूप में जाना जाता है एक पानी अमिश्रणीय supramolecular एक संयंत्र व्युत्पन्न, गीला प्रतिरोधी चिपकने वाला अणु के एक भौतिक मिश्रण के बाद गठित कुल के वजन के आधार पर जुदाई से, टी सीआईडी ​​(टीए), और एक अच्छी तरह से जाना जाता है annic biopolymer, पाली (ethylene) ग्लाइकोल (खूंटी)। हमारे दृष्टिकोण के साथ, टेप उच्च आसंजन ताकत है, जो पानी की उपस्थिति में वाणिज्यिक आतंच गोंद से अधिक 2.5 गुना है पता चलता है। इसके अलावा, टेप शारीरिक स्थितियों में biodegradable है और ऊतक रक्तस्राव के खिलाफ एक शक्तिशाली hemostatic गोंद के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हम इस तरह के muco-आसंजन के लिए पॉलिमर, दवा डिपो, और दूसरों के रूप में चिकित्सा सेटिंग्स और दवा वितरण अनुप्रयोगों की एक किस्म में टेप के व्यापक उपयोग की उम्मीद है।

Introduction

पिछले एक दशक में, के प्रयासों को शल्य चिकित्सा उपचार के दौरान उपयोग और कम ऊतक invasiveness में उनकी सुविधा की वजह से biodegradable / bioabsorbable चिपकने के साथ घाव को बंद करने के लिए वर्तमान शल्य टांके और स्टेपल को बदलने के लिए बनाया गया है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ऊतक चिपकने चार प्रकार में वर्गीकृत कर रहे हैं: (1) cyanoacrylate डेरिवेटिव 1, (2) फाइब्रिनोजेन से enzymatic रूपांतरण द्वारा गठित 2,3 थ्रोम्बिन द्वारा पॉलिमर आतंच को आतंच गोंद, (3) इस तरह के रासायनिक या शारीरिक रूप के रूप में प्रोटीन आधारित सामग्री पार से जुड़े एल्बुमिन और / या जिलेटिन 4,5, और (4) सिंथेटिक बहुलक आधारित हैं 6। हालांकि वे कई नैदानिक ​​अनुप्रयोगों में इस्तेमाल किया गया है, सभी चिपकने वाले अपने स्वयं के आंतरिक नुकसान और कमियां है कि उनके बड़े पैमाने पर उपयोग करने के लिए बाधाओं हो सकता है। Cyanoacrylate आधारित glues ऊतकों को उच्च आसंजन ताकत दिखाने के लिए, लेकिन उनके विषाक्त उत्पादों द्वारा इस तरह के cyanoacetate और formaldehyde गिरावट के दौरान गठन के रूप में, अक्सर हस्ताक्षर का कारणभड़काऊ प्रतिक्रियाओं 7 की ificant डिग्री कम है। आतंच glues और पशु, मुर्गी, सूअर, और मछली जिलेटिन आधारित glues 8 के लिए सहित जानवरों के लिए मानव रक्त प्लाज्मा: आतंच glues और एल्बुमिन या जिलेटिन आधारित सामग्री इस तरह के पशु स्रोतों से वायरस के रूप में संक्रामक घटकों, के प्रसारण के संबंध में सुरक्षा के मुद्दों की है। हालांकि कुछ सिंथेटिक बहुलक आधारित चिपकने फेडरल ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन (एफडीए) द्वारा अनुमोदित किया गया है, सबसे सिंथेटिक पॉलिमर से बने चिपकने वाले विनिर्माण प्रक्रिया कदम को कम करने और biocompatibility 9 को प्राप्त करने में कठिनाइयों जारी है। सबसे महत्वपूर्ण बात, सभी glues गीला ऊतकों 10 गरीब यांत्रिक और आसंजन ताकत से पीड़ित हैं। हाल ही में, biomimetic ऊतक समुद्री सीपियों 11-13, गेको 14, सीपी 15 के साथ छिपकली, और endoparasitic कीड़े 16 से प्रेरित चिपकने उनकी ट्यून करने योग्य यांत्रिक और के कारण वर्तमान चिकित्सा glues के रूप में आशाजनक विकल्प उभर रहा हैbiocompatibility के साथ चिपकने वाला गुण। हालांकि, इस दिन के लिए, वहाँ अभी भी मुद्दों को संबोधित करने से पहले वे वाणिज्यिक उत्पादों 17 से बन रहे हैं।

यहाँ, हम टेप बुलाया चिकित्सा गोंद की एक पूरी तरह से नए प्रकार है कि एक संयंत्र व्युत्पन्न चिपकने वाला अणु, tannic एसिड (टीए), और एक जैव अक्रिय बहुलक पाली (ethylene glycol) (खूंटी) के बीच आणविक हाइड्रोजन संबंध द्वारा तैयार रिपोर्ट, इसका नाम इंगित करता है। प्रादेशिक सेना के एक प्रतिनिधि hydrolysable टैनिन सर्वत्र पौधों की माध्यमिक चयापचय के दौरान पाया है। यह अपने एंटी ऑक्सीडेंट के कारण ज्यादा ध्यान आकर्षित किया है, विरोधी mutagenic, और विरोधी कैंसर गुण है और इस तरह पाली (एन -isopropylacrylamide) (PNIPAM) और पाली (एन के रूप में कई पॉलिमर, साथ supramolecular बातचीत में भाग लेने के लिए दिखाया गया है - vinylpyrrolidone) (PVPON), परत दर परत (LbL) फिल्मों 18-20 और दवा को रिहा microcapsules 21-23 के रूप में। इस अध्ययन में, हम उस टीए एक कुशल के रूप में कार्य कर सकते हैं की खोजपानी प्रतिरोधी चिपकने वाला कार्यात्मक आधा भाग एक चिकित्सा चिपकने वाला टेप के लिए फार्म। प्रादेशिक सेना के साथ सरल मिश्रण से, एक गैर-दूषण बहुलक खूंटी के साथ एक supramolecular गोंद हो जाता है 2.5 गुना वृद्धि हुई आसंजन ताकत वाणिज्यिक आतंच गोंद के साथ तुलना में, और इस आसंजन भी पानी की उपस्थिति में लगाव और अलगाव की अप करने के लिए 20 चक्र भर में बनाए रखा गया था, । इसके hemostatic क्षमता विवो में जिगर से खून बह मॉडल पर परीक्षण किया और अच्छा hemostatic कुछ सेकंड के भीतर रक्तस्राव को रोकने के लिए की क्षमता को दिखाया गया था। टेप पहली संयंत्र व्युत्पन्न चिपकने वाला है कि जैव-प्रेरित दृष्टिकोण के साथ वर्तमान समस्याओं की खामियों को सुलझाने में नए अंतर्दृष्टि प्रकट कर सकते हैं के रूप में एक से संबंधित क्षेत्र में अपना महत्वपूर्ण अर्थ नहीं है। हम भी अपनी सरल तैयारी विधि, क्षमता, ट्यून करने योग्य बायो़डीग्रेडेशन दर की वजह से इस तरह के muco-चिपकने वाले, दवा को रिहा पैच, घाव देखभाल ड्रेसिंग, और दूसरों के रूप में चिकित्सा और दवा आवेदनों की एक किस्म में टेप के व्यापक उपयोग की उम्मीद है, साथ ही अत्यधिक गीला प्रतिरोधी adhesआयन गुण।

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Protocol

सभी जानवरों की देखभाल और प्रयोगों KAIST (विज्ञान और प्रौद्योगिकी के कोरिया उन्नत संस्थान) द्वारा प्रदान की नैतिक प्रोटोकॉल आईआरबी (संस्थागत समीक्षा बोर्ड) के अनुसार प्रदर्शन कर रहे हैं।

1. टेप गठन

  1. एक प्रादेशिक सेना समाधान की तैयारी के लिए, एक चुंबकीय दोषी पर एक 4 मिलीलीटर आकार कांच की शीशी जगह है, और एक भावप्रवण पट्टी के साथ आसुत जल के 1 मिलीलीटर जोड़ें। tannic एसिड की 1 ग्राम शीशी में जोड़ें, और अधिक से अधिक 1 घंटे के लिए 200 rpm पर कोमल सरगर्मी से पानी में भंग। जब टीए पूरी तरह भंग है, मिश्रण एक भूरे रंग के साथ पारदर्शी हो जाता है।
  2. कुछ सेकंड के लिए vortexing एक सफेद घोल बनाने के लिए उन्हें मिश्रण से आसुत जल के 1 मिलीलीटर का पालन करने के लिए खूंटी पाउडर का 1 ग्राम (4-हथियार, 10 केडीए, और रैखिक, 4.6 केडीए) को जोड़कर एक खूंटी समाधान तैयार है। 10 मिनट के लिए 60 डिग्री सेल्सियस इनक्यूबेटर में इस घोल रखें। जब तक सफेद एक पूरी तरह से स्पष्ट हो जाता है।
    नोट: 10 केडीए आणविक वजन के साथ खूंटी के पिघलने बिंदु के आसपास 55 है- 60 डिग्री सेल्सियस, और 4 केडीए एक 53 - 58 डिग्री सेल्सियस। इतना है कि 1 ग्राम तक पानी में खूंटी के एक उच्च एकाग्रता / एमएल एक स्पष्ट समाधान के रूप में प्राप्त किया जा सकता पिघल खूंटी पानी विलेयशील हो जाता है। एक बार एक स्पष्ट खूंटी समाधान के लिए एक उच्च तापमान पर बनाई है, समाधान अभी भी ठंडा करने के बाद कमरे के तापमान पर स्थिर है।
  3. खूंटी के 329 μl जोड़ें (4-हथियार, 10 केडीए) समाधान कदम में तैयार (टीए समाधान 1.1 चरण में तैयार 4.6 केडीए के साथ एक रेखीय खूंटी के मामले में 1.2 671 को μl, के लिए एक खूंटी समाधान के 311 μl जोड़ने एक सूक्ष्म अपकेंद्रित्र ट्यूब में एक प्रादेशिक सेना समाधान) के 689 μl। धीरे उन्हें समान रूप से मिश्रण करने के लिए एक संकीर्ण रंग के साथ दो चिपचिपा और शहद की तरह समाधान मिश्रण।
    चेतावनी: दोनों समाधान काफी चिपचिपा रहे हैं, ताकि वैज्ञानिक धीरे धीरे लेकिन पर्याप्त रूप से अपने आप को रोकना और एक micropipette के साथ समाधान स्थानांतरित करना होगा।
  4. एक निश्चित कोण रोटर के साथ सुसज्जित एक अपकेंद्रित्र में 3 मिनट के लिए 12,300 XG पर 1.3 चरण में तैयार मिश्रण स्पिन।
  5. ध्यान से रेमएक micropipette का उपयोग संभव के रूप में सतह पर तैरनेवाला के रूप में ज्यादा Ove, और उत्पाद है कि नीचे बसे है इकट्ठा: यह पूरी तरह से बनाई टेप है। । टेप गठन के बाद, फ्रिज में स्टोर - कई सप्ताह तक के लिए नोट (4 से 8 डिग्री सेल्सियस): टेप गामा विकिरण या इलेक्ट्रॉन बीम उपचार शल्य चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग करने से पहले द्वारा निष्फल किया जा सकता है।

2. टेप के आसंजन ताकत का मापन

  1. त्वचा के ऊतकों पर सभी वसा को हटाने के बाद एक बायोप्सी पंच के साथ काटने से 6 मिमी की एक व्यास के साथ सुअर त्वचा के ऊतकों के दो टुकड़े तैयार करें।
    ध्यान दें: सुअर का त्वचा के ऊतकों को स्वस्थ सुअर का पार्श्व त्वचा से प्राप्त हुई थी और एक स्थानीय मांस दक्षिण कोरिया में डाइजॉन में स्थित बाजार से खरीदा गया था।
  2. प्रत्येक ऊतक के बाहर की ओर करने के लिए वाणिज्यिक cyanoacrylate गोंद लागू करें, और धातु की छड़ के लिए ऊतक देते हैं।
    नोट: धातु की छड़ के रूप में एक अनुपूरक संभाल तो एक ऊतकों प्रयोग किया जाता हैसीधे मशीन से जकड़ लिया नहीं कर रहे हैं। तदनुसार, यह तन्यता मशीन के विन्यास के बाद अन्य सामग्री के साथ बदला जा सकता है।
  3. ऊतक के एक तरफ करने के लिए - टेप की एक बूंद लागू (6 मिलीग्राम टेप की एक बूंद लगभग 3) है। फिर, समान रूप से उनके भीतर पक्षों पर दो ऊतकों के बीच एक और ऊतक का उपयोग करें ताकि वे के रूप में चित्रा 2A में दिखाया जुड़े होते टेप फैल गया।
  4. फिर, मैन्युअल देते हैं और कई बार homogenously मिश्रण और प्रत्येक ऊतक और टेप के बीच इंटरफेस को अधिकतम करने के ऊतकों के दो पक्षों के अलग।
  5. UTM के साथ, ध्यान से पकड़ रॉड के प्रत्येक पक्ष। आसंजन ताकत के बल दो ऊतकों टेप के साथ संलग्न अलग करने की जरूरत द्वारा निर्धारित किया जाएगा। सबसे पहले, 1 मिनट के लिए 20 एन के एक बल लागू होते हैं। इसके बाद, मशीन के साथ, 1 मिमी / मिनट की दर से एक विपरीत दिशा में प्रत्येक रॉड खींच। जब तक ऊतकों पूरी तरह से अलग कर रहे हैं।
    नोट: डेटा एक बल दूरी के रूप में दी जाएगी (एफडी) वक्र गति से पता लगायाप्रत्येक रॉड की।
  6. अधिकतम बल (के.एन.) एफडी वक्र नमूना सतह क्षेत्र से 2.5 कदम में हासिल की पर दिखाया विभाजित करके टेप के आसंजन ताकत की गणना कि है, 3.14 x (0.003 मीटर) 2।
  7. पानी की उपस्थिति में आसंजन ताकत की निगरानी के लिए, दो ऊतकों के बीच अलग क्षेत्र पर पानी की 20 μl जोड़ने के लिए, और उन्हें तुरंत देते हैं। मशीन के साथ, फिर टुकड़ी परीक्षण प्रदर्शन करते हैं।

3. इन विट्रो गिरावट टेस्ट

  1. सूक्ष्म अपकेंद्रित्र ट्यूब के एक टोपी (डी = 8 मिमी) में कटौती, और डब्ल्यू सी के रूप में इसे परिभाषित करने की टोपी तौलना।
  2. टेप के 150 मिलीग्राम के साथ टोपी भरें, और फिर सभी को एक साथ तौलना 0 डब्ल्यू कुल प्रारंभिक वजन के रूप में यह निर्धारित करने के लिए।
    चेतावनी: टोपी में टेप अधिभार मत करो। टेप की ऊंचाई टोपी के शीर्ष से कम होना चाहिए, क्योंकि यह पीबीएस बफर की एक धारा 3.4 कदम में गर्मी के दौरान सरगर्मी प्रक्रिया द्वारा उत्पन्न करने के लिए एक शारीरिक बाधा हो सकती है।
    3. 2), और पीबीएस बफर के 50 मिलीलीटर (1x, 7.4 पीएच) सेल संस्कृति फ्लास्क तो टोपी में टेप पूरी तरह से पीबीएस बफर में, के रूप में डूब जाता है जोड़ने चित्रा 3 ए में दिखाया गया है (एन = 5)।
  3. सेल संस्कृति कोमल सरगर्मी (50 आरपीएम) के साथ 37 डिग्री सेल्सियस, शारीरिक शर्तों के समान पर एक कक्षीय मिलाते इनक्यूबेटर में 3.3 कदम में तैयार फ्लास्क, सेते हैं।
    सावधानी: 50 rpm पर सरगर्मी हालत रखें। उच्च RPM टेप के एक पतन का कारण हो सकता है।
  4. हर समय बिंदु पर, सेल संस्कृति कुप्पी से टेप के साथ टोपी ले, और फिर नाइट्रोजन गैस उड़ाने से उन्हें सूखी। शेष टेप युक्त टोपी वजन। डब्ल्यू टी करने के लिए हर समय बिंदु पर वजन निर्धारित करें। ताजा पीबीएस फिर से बदलें, और इसे फिर से हिला हर समय बिंदु पर डब्ल्यू टी मापने के बाद।
  5. रिश्तेदार शेष वजन (%) निम्न समीकरण की गणना।
    सापेक्ष शेष वजन (%) = (डब्ल्यू टी सी) / (डब्ल्यू 0 - डब्ल्यू सी) x 100%

4. टेप की hemostatic की क्षमता

नोट: सभी पशु प्रयोगों के दिशा निर्देशों और नैतिक प्रोटोकॉल स्वास्थ्य और कल्याण के कोरियाई मंत्रालय द्वारा प्रदान के अनुसार किया जाना चाहिए।

  1. इन विवो hemostatic क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए, रेफरी 24 में वर्णित के रूप में ख़ून का बहाव माउस जिगर मॉडल की समीक्षा करें।
  2. पंद्रह चूहों (सामान्य आईसीआर माउस, 6 सप्ताह, 30 - 35 ग्राम, पुरुष) anesthetize tiletamine-zolazepam (33.333 मिलीग्राम / किग्रा) और xylazine (7.773 मिलीग्राम / किग्रा) के एक intraperitoneal इंजेक्शन के साथ (एन = समूह प्रति 5)। उचित anesthetization की पुष्टि करने, पशु का पंजा धीरे चुटकी और निरीक्षण ऐसे पंजा आदि को वापस लेने, के रूप में आंदोलनों कोई आंदोलन को इंगित करता है कि पशु पर्याप्त सर्जरी करने के लिए anesthetized है।
  3. जानवर की आंखों का सूखापन को रोकने के लिए, एक के तहत पर्याप्त जबकि आँखों के लिए पशु चिकित्सक मरहम लागूesthesia। एक midline पेट चीरा के माध्यम से जिगर का पर्दाफाश, और एक 18 जी सुई खून बह रहा है के लिए प्रेरित करने के साथ जिगर चुभन।
  4. बाँझ धुंध के साथ बह रहा खून निकालें, और तुरंत खून बह साइट पर टेप या आतंच गोंद (सकारात्मक नियंत्रण) के 100 μl डाल दिया।
    नोट: कोई आगे suturing इसकी अत्यधिक रक्त-प्रतिरोधी घाव ऊतकों पर चिपकने वाला गुण के कारण टेप लगाने के बाद की जरूरत है। नकारात्मक नियंत्रण के लिए, कोई इलाज रक्तस्राव की साइट पर होता है।
  5. प्रत्येक मामले में, नुकसान साइट से रक्त एकत्र करने के लिए जिगर के नीचे ज्ञात जन के साथ एक फिल्टर पेपर डाल दिया। एक ताजा एक 4 बार के लिए हर 30 सेकंड (अर्थात्।, 2 मिनट) के साथ कागज बदलें।
  6. प्रत्येक फिल्टर पेपर हर 30 सेकंड एकत्र पर अवशोषित रक्त की बड़े पैमाने पर मापने। पशु प्रयोग के बाद, सीओ 2 asphyxiation इच्छामृत्यु के माध्यम से चूहों बलिदान।

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Representative Results

1 मात्रा अनुपात (चित्रा 1 ए): टेप एक supramolecular कुल कि प्रादेशिक सेना (1 जी आसुत जल में / एमएल) और खूंटी (1 आसुत जल में जी / एमएल) 2 के साथ युक्त दो जलीय समाधान के मिश्रण centrifuging के बाद बैठ जाती है। मिश्रण अनुपात उच्च आसंजन ताकत को प्राप्त करने में महत्वपूर्ण कारक है; जब टेप एक 2 द्वारा बनाई है: 1 मिश्रण अनुपात, प्रादेशिक सेना की 25 इकाइयों में हाइड्रॉक्सिल समूह (ओह) की 20 इकाइयों प्रत्येक ईथर समूह (-O-) खूंटी में साथ बातचीत, अधिकतम के साथ उच्चतम आणविक हाइड्रोजन बांड गठन में जिसके परिणामस्वरूप आसंजन गुण। ओह की शेष पांच इकाइयों प्रादेशिक सेना (चित्रा 1 बी) में आसन्न कार्बोनिल समूह (सी = हे) के साथ इंट्रामोलीक्युलर हाइड्रोजन संबंध से भस्म होने लगते हैं। जब घटकों में से किसी एक 2 से अधिक था: 1 मात्रा के अनुपात, आसंजन ताकत विशेष रूप से 25 कम था। हाइड्रोजन संबंध भी ऊतकों के साथ महत्वपूर्ण आणविक स्तर की बातचीत होगी। को नियंत्रित करनाअंतर और सामंजस्य के लिए टीए और खूंटी के बीच अंतर-आणविक हाइड्रोजन संबंध, और प्रादेशिक सेना और आसंजन के लिए ऊतकों के बीच एक प्रभावी शल्य गोंद के रूप में टेप का एक प्रशंसनीय तंत्र हो सकता है।

आसंजन ताकत को मापने के लिए, टेप पहले 6 मिमी की एक व्यास के साथ दो सुअर की खाल से प्रत्येक epidermic पक्ष के बीच लागू किया गया था। बाद में, यह के रूप में चित्रा 2A में दिखाया गया है, प्रत्येक सुअर त्वचा के बाहर जुड़ी छड़ के माध्यम से एक तन्य मशीन पर सोचने के लिए मजबूर किया गया था। बल दो सुअर की खाल को अलग करने के लिए जरूरी 20 चक्र को दोहराया लगाव और अलगाव की प्रत्येक 5 चक्रों के बाद अनुपस्थिति (चित्रा 2 बी) और पानी की उपस्थिति (चित्रा -2) में मशीन द्वारा मापा गया था, ऊपर। एक सूखी राज्य में आसंजन ताकत प्रारंभिक माप में लगभग 200 किलो पास्कल था, और यहां तक ​​कि 20 चक्र के बाद लगभग 250 किलो पास्कल की वृद्धि हुई। प्रत्येक चक्र के लिए जोड़ा पानी की उपस्थिति में, आसंजन के बारे में 90 किलो पास्कल था, तब जो20 चक्र के बाद 50 किलो पास्कल को कम किया है। एक गीला राज्य में आसंजन ताकत एक सूखी राज्य में तुलना में कम था, लेकिन यह अभी भी वाणिज्यिक चिपकने वाला, आतंच गोंद, जिसके बारे में 70 किलो पास्कल एक सेटिंग पानी 25 के अभाव में हमारा करने के लिए समान द्वारा मापा गया था के साथ तुलनीय था।

टेप की degradability (चित्रा 3) इन विट्रो में gravimetric विश्लेषण द्वारा जांच की गई। टेप कोमल सरगर्मी के साथ 37 डिग्री सेल्सियस पर 1x पीबीएस (7.4 पीएच) में डूब गया था, उसके बाद बड़े पैमाने पर हर बार शेष 21 दिनों के लिए मापा गया था। शेष टेप हर बार की तस्वीरें भी चित्रा 3 बी में दिखाया जाता है। टेप एक 1 के साथ टीए और खूंटी के मिश्रण से बनाया: 1 के अनुपात में 13 दिनों के बाद पूरी तरह से अपमानित किया गया था, और एक 2 के साथ दो घटकों द्वारा किए गए टेप के 42%: 1 अनुपात 21 दिन (चित्रा 3 सी) के बाद अपमानित किया गया था। गिरावट की दर, आसंजन ताकत के साथ विपरीत संबंध में है, क्योंकि तेजी से गिरावट मुख्य रूप से की वजह से हैकम आणविक बातचीत, और इस हालत टेप के मामले में कम आसंजन ताकत, जैसा कि पहले उल्लेख बनाता है। उम्मीद के रूप में तो परिणाम था; टेप एक 2 से मिलाया: 1 के अनुपात में एक 1 द्वारा की तुलना में धीमी गिरावट दिखाया: 1 के अनुपात क्योंकि प्रादेशिक सेना में सभी प्रतिक्रियाशील ओह और खूंटी में सभी -O- आणविक हाइड्रोजन बांड की संख्या सबसे ज्यादा गठन किया था। एक 1: 1 के अनुपात, खूंटी में -O- की अतिरिक्त राशि सामंजस्य कमजोर पड़ सकता है, तेजी से गिरावट में जिसके परिणामस्वरूप।

अंत में, टेप की hemostatic क्षमता विवो में जांच की गई। टेप पहली रूप में चित्रा -4 ए में दिखाया गया है, तुरंत एक 18 जी सुई से होने वाले नुकसान के बाद माउस जिगर पर लागू किया गया था। इलाज के बाद एक प्रारंभिक 30 सेकंड के दौरान रक्तस्राव की राशि एक फिल्टर पेपर पर रक्त adsorbing और नकारात्मक (कोई उपचार) और सकारात्मक नियंत्रण (आतंच गोंद) (आंकड़े 4 बी और 4C) की तुलना द्वारा एकत्र किया गया था। खून बह रहा है की कुल राशि भी calcul थाहर 30 सेकंड खून बह रहा है की राशि इकट्ठा करके पैदा। जब तक यह बंद कर दिया। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है 4D, खून बह रहा है काफी टेप की hemostatic क्षमता से दबा दिया गया था बल्कि एक वाणिज्यिक उत्पाद, आतंच गोंद (कुल राशि से खून बह रहा इलाज मामले की 60.7% थी की तुलना में (कुल राशि से खून बह रहा इलाज मामले का केवल 15.4% थी) )।

आकृति 1
चित्रा 1: टेप का गठन (ए) टेप बनाने का सीरियल कदम। (पैमाने पर पट्टी: 0.5 सेमी)। (बी) के अंतर और अंतर-आणविक हाइड्रोजन संबंध के माध्यम से टेप गठन के एक रासायनिक प्रतिक्रिया। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2:। सुअर त्वचा पर टेप के आसंजन ताकत (ए) माप की स्थापना के एक योजना। (बी - सी) दोहराया attach- और अभाव और (सी) पानी की मौजूदगी में सुअर त्वचा (बी) पर सेना की टुकड़ी के दौरान आसंजन ताकत बदल जाता है। त्रुटि सलाखों 3 दोहराया माप का ± मानक विचलन (एसडी) मतलब प्रतिनिधित्व करते हैं (* पी <0.05, ** पी <0.01, *** पी <0.001 और **** पी <0.0001, एक तरह से एनोवा परीक्षण के साथ)। (रेफरी 25 से अनुमति के साथ फिर से प्रिंट।) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3: शारीरिक स्थितियों में टेप की गिरावट की दर (ए) माप की स्थापना के एक तस्वीर।। (बी) के प्रतिनिधि photप्रत्येक गिरावट परीक्षण पर टेप शेष के ओएस। (सी) 37 डिग्री सेल्सियस पर समय एक 1x पीबीएस बफर में incubating (7.4 पीएच) की अवधि के बाद शेष% बड़े पैमाने पर परिवर्तन 21 दिनों तक नजर रखी थी (: खूंटी = 2: 1 और 1: टीए 1) (एन = 5 , त्रुटि सलाखों ± एसडी)। यहाँ यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4:। टेप विवो में hemostatic की क्षमता (ए) एक तस्वीर एक जिगर एक 18 जी सुई से क्षतिग्रस्त की सतह पर टेप के आवेदन का संकेत है। (बी) के प्रतिनिधि तस्वीरें एक प्रारंभिक 30 सेकंड खून बह रहा है की राशि दिखा। टेप के उपचार, साथ ही नकारात्मक (कोई hemostatic एजेंट) और सकारात्मक नियंत्रण (आतंच गोंद) के बाद। Blee से प्रत्येक मात्रात्मक राशिडिंग (सी) में दिखाया गया था। (डी) खून बह रहा है की कुल राशि, हर 30 सेकंड एकत्र जब तक यह बंद कर दिया। त्रुटि सलाखों के मानक विचलन ± मतलब प्रतिनिधित्व 5 दोहराया माप की (एसडी) (* पी <0.05, ** पी <0.01, *** पी <0.001 और **** पी <0.0001, एक तरह से या दो तरह के साथ एनोवा परीक्षण)। (रेफरी 25 से अनुमति के साथ फिर से प्रिंट।) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

हम hemostatic चिपकने वाला नामित पानी प्रतिरोधी एक संयंत्र व्युत्पन्न polyphenolic यौगिक, प्रादेशिक सेना की आणविक बातचीत से प्रेरित टेप की एक पूरी तरह से नए वर्ग का विकास किया। प्रादेशिक सेना के एक प्रतिनिधि hydrolysable टैनिन कि काफी अपने एंटी ऑक्सीडेंट, एंटी-बैक्टीरियल विरोधी mutagenic, और विरोधी कैंसर गुण की वजह से ध्यान आकर्षित किया है।

के रूप में यह दो जलीय किसी भी आगे रासायनिक प्रक्रियाओं के बिना कृत्रिम centrifuging के द्वारा पीछा के समाधान के लिए सिर्फ एक कदम मिश्रण है टेप बनाने की प्रक्रिया, अत्यंत सरल, स्केलेबल, और पर्यावरण के अनुकूल है।

दो घटक मिश्रण प्रोटोकॉल ऐसे आतंच गोंद के रूप में पारंपरिक उत्पादों में इस्तेमाल किया ऊतक चिपकने के लिए फार्म का सबसे खास और आसान तरीका है। यह सही ऊतकों से 3 लागू करने से पहले फाइब्रिनोजेन और थ्रोम्बिन के मिश्रण से बनाई है। हालांकि, बहु कदम रासायनिक संश्लेषण मामले ओ में एक चिपकने के घटकों को तैयार करने की जरूरत हैएफ cyanoacrylate गोंद और सिंथेटिक बहुलक आधारित चिपकने। इसके अलावा, अत्यधिक जहरीले रसायनों कभी कभी रासायनिक अन्य घटक प्रोटीन आधारित सामग्री में बहुलक व्यापारियों के शामिल, glutaraldehyde और गोंद formalin और resorcinol युक्त से ठीक crosslink करने के लिए एक घटक के रूप में शामिल कर रहे हैं।

Glutaraldehyde से ठीक सामग्री, खरगोश का उपयोग कर जानवरों के अध्ययन में फेफड़े और यकृत के ऊतकों पर विवो भड़काऊ प्रतिक्रिया में उच्च से पता चला है, हालांकि यह महाधमनी ऊतकों के लिए एफडीए द्वारा अनुमोदित किया गया है। सामग्री भी formalin और resorcinol युक्त गोंद formalin आसपास के ऊतकों 26 के साथ प्रतिक्रिया से उत्पन्न होने वाली विषाक्तता की चिंताओं से ग्रस्त है।

सेंट्रीफ्यूज कदम टेप का ही दोष सीटू -forming, शरीर में इंजेक्शन चिपकने वाला में एक के रूप में विकसित कर रहा है, लेकिन टेप के विपुल लाभ अपने खुले, बड़े पैमाने पर उपयोग वादा करता हूँ। टेप गठन के एक महत्वपूर्ण कदम है कि दो घटकों का मिश्रण हो सकता हैउनके उच्च चिपचिपाहट की वजह से थोड़ा मुश्किल हो सकता है, लेकिन कुल मिलाकर, किसी को भी लगातार टेप की भारी मात्रा में एक प्रयोगशाला में किसी भी बैच को बैच बदलाव के बिना कर सकते हैं।

टेप के आसंजन ताकत व्यापक रूप से इस्तेमाल वाणिज्यिक चिपकने वाला, आतंच गोंद की तुलना में 2.5 गुना अधिक था, और बड़े पैमाने पर खून बह रहा है सफलतापूर्वक विवो में हमारे माउस जिगर खून बह मॉडल में घाव साइट पर टेप के खून-प्रतिरोधी लगाव द्वारा दबा दिया गया था। गिरावट की दर और टेप के यांत्रिक गुणों शाखाओं / बहु सशस्त्र खूंटी के साथ-साथ एक ऐसी अमाइन, कार्बोक्सिलेट, और epoxide के रूप में होने के अंत कार्य समूहों का उपयोग करके आगे ट्यून करने योग्य हो सकता है। हमारे डेटा में अधिकतम आसंजन ताकत खूंटी के एक प्रकार के अनुपात से अनुकूलित किया गया था (4-हथियार, 10 केडीए और 2-हथियार, 6.4 केडीए) टा करने के लिए, लेकिन यह भी अंत कार्य समूहों से प्रभावित किया जाना चाहिए, हथियारों की संख्या और खूंटी के आणविक वजन।

हम उम्मीद करते हैं कि टेप भी एक दवा डिपो और adhesiv के रूप में बड़े पैमाने पर इस्तेमाल हो सकता हैघाव भरने के प्रयोजनों के लिए, एक hemostatic एजेंट के रूप में गोजातीय सीरम albumin 27, डीएनए 28, पाली (एन -isopropylacrylamide) सहित बड़े अणुओं की एक किस्म के लिए टीए के प्रसिद्ध आकर्षण के माध्यम से रसायन encapsulate करने की क्षमता की वजह से नहीं जा रहा है सिर्फ ई पैच ( PNIPAM), 29, और धातु 30 आयनों।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Tannic acid Sigma-aldrich 403040
Poly(ethylene oxide), 4-arm, hydroxy terminated Aldrich 565709 Averge Mn ~ 10,000
Poly(ethylene glycol) Aldrich 373001 Average Mn 4,600
Biopsy punch Miltex 33-36 Diameter = 6 mm
Aron Alpha Toagosei Co., Ltd. Instant glue
Universal testing machine (UTM) Instron 5583
Microcentrifuge tubes SPL life science 60015 1.5 ml
Petri dish SPL life science 10090 90 x 15 mm
Sodium phosphate monobasic Sigma S5011 1x PBS ingredient
Sodium phosphate dibasic Sigma S5136 1x PBS ingredient
Sodium chloride Duchefa biochemie S0520.5000 1x PBS ingredient
Incubating shaker Lab companion SIF6000R
ICR mice Orient bio Normal ICR mouse 6 weeks, 30 - 35 g, male
Tiletamine-zolazepam (Zoletil 50) Virbac
Zylazine (Rompun) Bayer
PrecisionGlideTM needle (18 G) BD 302032 18 G
Filter paper Whatman 1001 125 Diameter = 125 mm
Parafilm Bemis Flexible Pakaging PM996

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References

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जैव अभियांत्रिकी अंक 112 सर्जिकल गोंद polyphenols टैनिन खूंटे Hemostasis biodegradable
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