Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education
Biomedical Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.

JoVE Science Education Biomedical Engineering
חוזק מתיחה של ביו-חומרים הניתנים למיחזור
Cardiac Magnetic Resonance Imaging
Science Education (Biomedical Engineering)
Cardiac Magnetic Resonance Imaging
Combined SPECT and CT Imaging to Visualize Cardiac Functionality
Science Education (Biomedical Engineering)
Combined SPECT and CT Imaging to Visualize Cardiac Functionality
 
Automatic Translation
Add to Playlist
Click here for the English version

חוזק מתיחה של ביו-חומרים הניתנים למיחזור

Automatic Translation

Overview

מקור: פיימן שהביגי-רודפושטי וסינה שהבזמהאמדי, המחלקה להנדסה ביו-רפואית, אוניברסיטת קונטיקט, סטוררס, קונטיקט

במשך למעלה מ-4,000 שנה, תפרים שימשו כהתערבות רפואית. הרשומות המוקדמות ביותר מצביעות על פשתן היה הביו-חומרים של בחירה. על פי דיווחים, קגוט, שעדיין נמצאת בשימוש כיום, שימשה לטיפול בגלדיאטורים בסביבות 150 לספירה. כיום, ישנם חומרים רבים המשמשים לתפרים. תפרים מסווגים לפי הרכבם (טבעי או סינתטי) וספיגתם (לא ניתנת לתיקון או ניתנת לתיקון).

תפרים הניתנים לשחזור (או נספגים) מתפרקים בגוף באמצעות השפלה אנזימטית או השפלה מתוכנתת הנגרמת על ידי אינטראקציה של מים עם קבוצות ספציפיות בשרשרת הפולימרים. תפרים אלה נוצרים לעתים קרובות מחומרים סינתטיים, כגון חומצה פוליגליקולית, פולידיוקסנון, פוליקפטרולקטון, או ביו-חומרים טבעיים, כגון משי. הם משמשים בדרך כלל עבור הליכים פנימיים מסוימים, כמו כירורגיה כללית. תפרים הניתנים למיחזור יחזיקו את הפצע יחד למסגרת זמן ארוכה מספיק לריפוי, אבל אז הם בסופו של דבר להתפורר על ידי הגוף. מצד שני, תפרים שאינם ניתנים למיחזור אינם מתפרקים ויש לחלץ. הם נגזרים בדרך כלל פוליפרופילן, ניילון, נירוסטה. תפרים אלה מיושמים בדרך כלל לניתוח אורטופדי ולבית ודורשים איש מקצוע רפואי להסיר אותם במועד מאוחר יותר.

כאן, חוזק המתיחה של שני סוגים של תפרים הניתנים למיחזור ייבדק לאחר חשיפתם לפתרונות ניטרליים, חומציים ואלקליין, התואמים לסביבות החומציות השונות שנמצאות בגוף האדם. הבדיקה תורכב משני חלקים. ראשית, דגימות בקרה יהיו מוכנות וניתחו באמצעות בדיקות מתיחה. לאחר מכן, דגימות ייבדקו לאחר חשיפה מתמשכת לפתרונות של pH משתנה במהלך מספר שבועות.

Principles

פגיעה בחומר מתארת את אובדן הביצועים והשינוי בתכונות החומריות, כגון חוזק מתיחה, צבע וצורה, לאחר חשיפה לגורם סביבתי אחד או יותר. גורמים אלה כוללים חום, אור, כוחות מכניים או חשיפה כימית, כגון של חומצות, אלקליס או מלחים. דרך אחת לשלוט בהשפלה היא על ידי הנדסת פני השטח. זה מושג על ידי הגנה על משטח עם שכבת הגנה או על ידי שינוי החומר עצמו, למשל, באמצעות crosslinking.

כאן, דגימות של דגימות זמינות מסחרית נבדקות במכונת בדיקה עם מתמר כוח. הדגימות ממוקמות בבטחה לתוך המלחציים של מכונת הבדיקה (UTM), UTM מאופס, ומהירות עקירה של 6 מ"מ / דקה מופעלת עד לכישלון. לאחר כישלון, כוח השיא נרשם. העיצוב הניסיוני מוצג באיור שלהלן.

Figure 1
איור 1: עיצוב ניסיוני.

בניסוי זה ישמשו שני תפרים הניתנים למיחזור: תפרים פוליגליקונואט ותפרים פולידיוקסנונים. תפרים פוליגליקונואט סינתטיים מוכנים מתגובה הדורשת גליקוליד וטרמתילן קרבונט. בעת יצירת פולי (גליקוליד-co-טרימתילן קרבונט), הם פולימר. לפוליגליקולידים אלה מבנה ליניארי של (C8H10O7),שמוצגלהלן באיור 2. מצד שני, תפרי מונופילמנט סגול PDS II מסונתזים מפולימרים פולידיוקסנון, עם מבנה ליניארי של (C4H6O3)n. פולידיוקסנון מוצג להלן באיור 3.

Figure 2
איור 2: פולי (גליקוליד-קו-טרימתילן קרבונט) המשמש לפולימר של תפרים פוליגליקונאטיים.

Figure 3
איור 3: פולידיוקסנון המשמש לפולימר תפרים.

שני התפרים עוקבים אחר תגובות הידרוליזה בתהליך ההשפלה. עבור פוליגליקוליד, הידרוליזה דו-שלפית מתרחשת. ראשית, הפולימר מומר לראשונה למונומר (חומצה גליקולית) על ידי מחשוף של קשרי אסתר הפנימיים שלו. לאחר מכן, מתרחשת התקפה הידרוליטית על החלקים הגבישיים של הפולימר. כשהאיזורים הגבישיים מתמוססים, הפולימר מתמוטט. כמו כן, תפרי פולידיוקסנון מושפלים בבטחה דרך רדיקל אסתר. התרכובות המושפלות משני סוגי התות אינן רעילות ומופרשות בבטחה באמצעות השתנה או נשיפה.

עם הזמן, הפתרון הופך חומצי יותר, בשל נוכחות מוגברת של יונים הידרוקסיל. רדיקלים חומצה קרבוקסילית נוצרים מן הקצוות של monomers מושפל, אשר מוריד את ה- pH של הפתרון שמסביב. מחקרים אחרונים הראו כי פוליגליקוליד ומבני פולידיוקסנון מתפרקים מהר יותר ב- vivo מאשר במבחנה, הביא על ידי פעילות אנזימטית תאית2. תופעות בשל נוכחות של אנזימים ביולוגיים אינם נצפים במהלך הליך זה במבחנה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Procedure

1. הכנת מדגם

  1. צור שש תוויות המכילות את המידע שלהלן, וצרף את התוויות למבחנות בורג עליונות.
    1. תאריך: חודש ויום
    2. סוג לדוגמה: פוליגליקונוט או פולידיוקסנון
    3. סוג הפתרון: חומצי (A), אלקליין (B), או פתרון נייטרלי (N) עם pH הנע בין 2-14.
  2. פתחו את אריזת התות והסירו את התות. חותכים את המחט ומשליכים אותה למיכל החדות.
  3. חותכים את התפר ל 3 חתיכות כי הם כ 10-12 אורך.
  4. שים לב לצבע והמאפיינים הפיזיים של התפר.
  5. השתמש בקליפר כדי למדוד את הקוטר של כל תפר.
  6. שוקלים כל תפר ומניחים דגימה אחת בכל מבחנה.
  7. מלא את המבחנות שכותרתו "N" עם מספיק מים deionized כדי לכסות את התפירה, ולאחר מכן כובע המבחנות.
  8. השתמש פיפטה כדי למלא את המבחנות שכותרתו "A" עם פתרון HCl 0.001 M מספיק כדי לכסות את התפר. זכור לכסות את המבחנות.
  9. השתמש פיפטה כדי למלא את המבחנות שכותרתו "B" עם מספיק 0.001 M פתרון NaOH כדי לכסות את התפר. זכור לכסות את המבחנות.
  10. מניחים את כל שש המבחנות בארון המתכת בתנור ב 37 מעלות צלזיוס.

2. בקרת בדיקת מתיחה מדגם

  1. להשיג תפר טרי, מדגם הבקרה, ולהניח אותו בגוף של UTM ומאובטח במקום.
  2. לפני תחילת המתח על הדגימה, אפס את UTM על ידי לחיצה על המקשים F1 (אפס כוח) ו- F2 (אפס שלוחות). הקלט את הגדרת מהירות ההעתקה בגליון הנתונים.
  3. ודאו כי אחיזת שיא מוצגת בחלונית התצוגה של UTM.
  4. הפעל את ה- UTM על-ידי הקשה על מקש החץ למעלה. הכוח והעקירה יתחילו להשתנות ב-UTM.
  5. טען את הדגימה עד לכישלון. אז לעצור את UTM.
  6. הקלט את כוח השיא מתצוגת UTM.

3. פרופיל אובדן כוח

  1. מוציאים אחת מכל דגימה (A, B ו-N) מהתנור מדי שבוע במשך חמישה שבועות.
  2. למדוד את ה- pH של הפתרון במבחנה עם נייר pH.
  3. יש לשטוף את התפיר במים דהויים, ולשים לב לשינויים פיזיים או צבעוניים בחומר בכל דגימה.
  4. במידת הצורך, לטפוח על המדגם יבש עם מגבת נייר.
  5. שקול כל דגימה ורשום את המשקל החדש
  6. מניחים את הדגימה באחיזת ה- UTM ונועלים אותה במקומה.
  7. לפני תחילת המתח על הדגימה, אפס את UTM על ידי לחיצה על המקשים F1 (אפס כוח) ו- F2 (אפס שלוחות).
  8. ודא שהחזקת שיא מוצגת בלוח התצוגה של UTM וודא שמהירות ההעתקה ב- UTM זהה לזו של בעת בדיקת דגימת הבקרה.
  9. טען את הדגימה עד לכישלון. אז לעצור את UTM.
  10. הקלט את כוח השיא בכשל מתצוגת UTM.

תפרים שימשו במשך אלפי שנים להתערבות רפואית, כאשר החומרים המוקדמים ביותר הם פשתן או מעי חתול.

התפרים המשמשים כיום מסווגים כיום על ידי שתי קטגוריות שונות, תחילה לפי הרכב, חומרים טבעיים או סינתטיים, ועל ידי ספיגה, או לא ניתן לתיקון או למיחזור. חומרים הניתנים למיחזור מתפרקים בגוף בעיקר באמצעות השפלה מתוכנתת הנגרמת על ידי אינטראקציה של מים עם קבוצות כימיות ספציפיות בשרשרת הפולימר. לכן, חומרים אלה משמשים להחזיק פצע יחד במשך מסגרת זמן מספיק זמן לריפוי ללא צורך בהסרה.

בסרטון זה נדון במנגנונים העומדים מאחורי השפלה חומרית הניתנת למיחזור ונדגים כיצד להעריך את השינוי בכוח החומרים לאורך זמן כשהם נחשפים לסביבות שונות.

חומרים הניתנים לשחזור מתפרקים בעיקר בגוף על ידי השפלה חמצונית, הידרולטית ואזיזמטית. חומרים עשויים לעבור חמצון ב vivo כמו הגוף מגיב לאובייקט הזר ומשחרר מינים חמצוניים לתקוף אותו. ההשפעה החמצונית על פולימרים יכולה לגרום לתרסיס שרשרת ולתרום להשפלה. בהתדרדרות הידרוליטית, מים תוקפים קשרים רגישים בפולימר כדי ליצור אוליגומרים ולבסוף מונומרים.

פוליאסטרים כמו פולידיוקסנון משמשים בדרך כלל כחומרים הניתנים למיחזור מכיוון שקבוצת אסתר מושפלת בקלות באמצעות הידרוליזה. לאחר שהחומר מושתל, הוא מתחיל לספוג מים. cission הידרוליטי ואז מתחיל בכל מקום שבו החומר נמצא במגע עם מים. חומרים הידרופיליים סופגים יותר מים, ולכן מתפרקים מהר יותר לאורך כל הדרך. עם זאת, חומרים הידרופוביים סופגים מים לאט יותר ונוטים להתפרק מבחוץ פנימה.

אנזימים בגוף לזרז תגובות שונות ובכך, לזרז את השפלה הידרוליטית של חומרים גם כן. תגובת ההידרוליזה מזורזת על ידי אנזימים הנקראים הידרולסות אשר יכולים להגביר את קצב ההשפלה ההידרוליטית על ידי ככל 10 פעמים. ככל שהחומר מתפרק, המאפיינים המכניים של החומר משתנים גם כן.

בואו נסתכל כיצד לנתח את השינוי בכוחם של חומרים הניתנים למיחזור לאורך זמן עקב השפלה הידרולית בסביבות חומציות, נייטרליות ואלקליין.

לניסוי זה, להשיג שני סוגים של תפרים הניתנים למיחזור. כאן, אנו משתמשים בפוליגליקונוט ובפולידיוקסנון.

הכן שש שפופרות דגימת כובע בורג שכל אחת מהן מסומנת בתאריך, בסוג המדגם ובפתרון בו תוצב הדגימה. צריך להיות פתרון חומצי אחד, אלקליין אחד, ופתרון ניטרלי אחד עבור כל סוג מדגם. הנה, אנחנו מראים אחת מכל דגימה. עם זאת, אתה צריך להכין שלוש דוגמאות של כל סוג תפר עבור כל נקודת זמן.

לאחר מכן, לפתוח את אריזת התות ולהסיר את התות. חותכים את המחט מהתפר ונפטרים ממנו במיכל החדות. חותכים כל תפר לשלוש חתיכות באורך של כ-10 עד 12 אינץ'. שים לב למאפיינים הפיזיים של התפר. השתמש בקליפר כדי למדוד את הקוטר של כל תפר ולשים לב לממד ההתחלתי.

לבסוף, שקול כל תפר, להקליט את המשקל, ומניחים תפר אחד בכל צינור מדגם. מלאו את צינורות הדגימה הניטרלים במספיק מים דה-יונים כך שהתפר יהיה שקוע לחלוטין, וכובעו את הצינור. לאחר מכן, מלא את הצינורות החומציים בחומצה הידרוכלורית מדללת ומלא את צינורות מדגם אלקליין עם פתרון נתרן הידרוקסיד לדלל. לבסוף, מניחים את כל ששת צינורות הדגימה במדף באינקובטור ב 37 מעלות צלזיוס.

עכשיו בואו נסתכל איך לקבוע את כוח התפרים באמצעות בדיקות מתיחה. בדיקת המתיחה טוענת מדגם על ידי מתיחתה עד לכישלון, ומאפשרת קביעת חוזק חומרי.

ראשית, לבדוק תפרים טריים שלא היו דגירה בפתרונות בדיקה. מניחים את התפר בגוף המכשיר ומאבטחים אותו במקום. דגימת הבקרה צריכה להיות באותו אורך כמו המכשיר שהוא בערך 10 עד 12 אינץ '. לאחר מכן, אפס את המכשיר והקלט את הגדרת מהירות ההעתקה. ודא כי אחיזת השיא מוצגת בלוח הבקרה. ואז ליזום מתח על התות. הכוח והעקירה יתחילו להשתנות במכשיר. טען את התות עד לכישלון. לאחר מכן, כבה את הכלי והקלט את עוצמת השיא מלוח התצוגה.

עכשיו בואו נמדוד את חוזק המתיחה של הדגימות שנחשפו לפתרונות ברמת pH משתנה.

לאחר פרק הזמן שצוין, הסר את הדגימות מהתנור. מדוד את ה- pH של הפתרון בכל צינור באמצעות נייר pH. לאחר pH של כל הפתרונות נמדדו, להסיר את התפר להיבדק ולשטוף אותו עם מים deionized. שים לב למאפיינים הפיזיים של החומר.

לטפוח על המדגם יבש עם מגבת נייר, ולאחר מכן לשקול אותו ולהקליט את המסה החדשה. לאחר מכן, מניחים את הדגימה באחיזתו של הבוחן המתיחה ונועלים אותה במקומה. אפס את המכשיר וודא שמהירות ההעתקה זהה לזו המשמשת לדגימת הבקרה. בדוק גם כי אחיזת השיא מוצגת. עכשיו, לטעון את הדגימה עד לכישלון. הקלט את כוח השיא מהתצוגה. חזור על מבחן המתיחה עבור כל מדגם במהלך מחקר הזמן.

עכשיו בואו נראה כיצד לנתח את הנתונים כדי לקבוע את חוזק הדגימות.

ראשית, לחשב את הלחץ המתיחה הממוצע של כל מדגם על ידי חלוקת כוח השיא על ידי האזור חתך של התפר. לאחר מכן, לחשב את כוח המתיחה אחוז נשמר על ידי התפר לאחר הדגירה באמצעות הנוסחה המוצגת. חלקה של חוזק מתיחה לאורך זמן עבור כל מדגם מראה כי הכוח של שני סוגי התפרים ירד עם הזמן בפתרונות חומציים, ניטרליים ואלקליין.

מבני הפולידיוקסנון הושחתו יותר בתמיסה החומצית, כאשר רק 41% מכוח המתיחה המקורי נשמר לאחר חמישה שבועות, בעוד 49 ו -78% מהכוח נשמר לפתרונות ניטרליים ואלקליין, בהתאמה. התפרים הפוליגליקונאטיים הושחתו באופן דומה בכל שלושת הפתרונות תוך שמירה על כ-42% מהכוח בפתרונות חומציים, ניטרליים ואלקליין לאחר חמישה שבועות. התוצאות צפויות שכן החומרים מחזיקים קשרים אסתר כי הם רגישים לcission הידרוליטי, אשר משופר ב- pH גבוה ונמוך.

עכשיו בואו נסתכל איפה חומרים הניתנים למיחזור משמשים בתחום ההנדסה הביו-רפואית.

חומרים הניתנים למיחזור כמו התפרים שנבדקו בסרטון זה נמצאים בשימוש הנפוץ ביותר בהליכים כירורגיים כדי לאפשר ריפוי של אתרים כירורגיים תוך ביטול הצורך בהסרת תפרים. עם זאת, חומרים הניתנים למיחזור ממלאים גם תפקיד בהנדסת רקמות כפיגומים לרקמה מהונדסת. פיגומי רקמות הניתנים למיחזור מספקים את המבנה התלת מימדי הראשוני לרקמה, אך מתפרקים לאט ככל שהתאים גדלים ויוצרים חומר מבני משלהם. בסופו של דבר, הפיגומים הראשוניים כבר אינם נחוצים והרקמה המהונדסת דומה יותר לרקמה המקומית.

השתלת עצם כרוכה בהחלפת עצם חסרה או פגומה על מנת לסייע לשברים גדולים להחלים. במחקר זה, החוקרים יצרו פגם בגולגולת על ידי קידוח חור של חמישה מילימטר. שבר העצם נותק ושתל העצם חובר לעצם באמצעות דבק פיברין. למרות שעצם התורם משמש לעתים קרובות, חומרים הניתנים למיחזור מציגים חלופה המאפשרת השתל להתפרק ככל שהעצם המקומית גדלה.

הרגע צפית בהקדמה של ג'וב לחומרים הניתנים למיחזור. עכשיו אתה צריך להבין איך חומרים אלה להשפיל ב vivo ו במבחנה, כיצד לבדוק שינויים כוח עקב השפלה, וכמה יישומים של חומרים אלה בתחום ההנדסה הביו-רפואית. תודה שצפיתם!

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Results

במהלך חמישה שבועות נבדקו ונותחו כל הדגימות שטופלו. מתוך הניסויים הכוללים, עוצמות המתיחה הממוצעות חושבו באמצעות משוואה 1:

Equation 1(1)

כמו כן חושבו סטיות התקן של כל הכוחות בכישלון ביחס לסוג התפר וסביבת הפתרון. לבסוף, אחוז חוזק המתיחה שנשמר נקבע באמצעות כוח מתיחה ממוצע. להלן הגרפים המציגים תוצאות מייצגות.

Equation 2(2)

פרופיל אובדן הכוח הממוצע של התפרים הפוליגליקון בכל טווחי ה- pH היה סביב 81%, 76%, 66%, ו 54% בארבעת השבועות הראשונים, בהתאמה. במהלך ארבעת השבועות הראשונים של הניסוי, פרופיל זה כמעט זהה לטענות היצרן עבור תפרים אלה. ניכר גם כי פרופיל פוליגליקון המקורי מתפרק בקצב מעט מהיר יותר מאשר תפרים במבחנה ניסיונית. זה מיוחס לעובדה כי היצרן ביצע בדיקות vivo, שבו גורמים כגון השפלה אנזימטית היו נוכחים. נוכחותם של אנזימים ביולוגיים יכולה להגביר מאוד את קצב ההשפלה והספיגה מחדש של ביו-חומרים. בבדיקת vivo נבדקים הדגימה ללחצים שונים ואינטראקציות ביוכימיות שחסרות בהליכי מבחנה. In vivo בדיקות הוא בדרך כלל מועדף על פני בדיקות במבחנה כי זה מאפשר את ההשפעות הכוללות של ניסוי על נושא חי להיות נצפה.

Figure 4
איור 4: פתרון חומצי: חוזק מתיחה של תיל.

Figure 5
איור 5: פתרון ניטרלי, חוזק מתיחה.

Figure 6
איור 6: פתרון אלקליין, חוזק מתיחה.

Figure 7
איור 7: תמיסת חומצה, אחוז חוזק מתיחה נשמר.

Figure 8
איור 8: פתרון ניטרלי, אחוז חוזק מתיחה נשמר.

Figure 9
איור 9: פתרון בסיסי, אחוז חוזק מתיחה נשמר.

לשלוט 7 ימים 14 ימים
רמת pH ממוצעת רמת pH ממוצעת רמת pH ממוצעת
N/A חומצה נייטרלי בסיס חומצה נייטרלי בסיס
5 6 8 4 6 9
כוח (N) כוח (N) כוח (N)
93.63 83.67 85.67 78.40 74.63 83.53 78.40
102.07 98.53 93.50 82.77 71.73 77.30 80.83
101.43 78.13 81.03 86.77 75.08 81.73 80.33
97.80 79.50 75.73 82.40 76.50 74.67 81.17
86.43 79.93 81.63 75.33 67.00 87.10 94.80
94.23 96.80 98.07 89.27 91.43 87.47
21 ימים 28 ימים 35 ימים
רמת pH ממוצעת רמת pH ממוצעת רמת pH ממוצעת
חומצה נייטרלי בסיס חומצה נייטרלי בסיס חומצה נייטרלי בסיס
4 6 9 4 6 8 4 6 8
כוח (N) כוח (N) כוח (N)
56.53 58.70 85.97 51.53 58.57 73.22 36.37 38.77 74.67
60.73 65.33 75.80 49.70 51.43 72.20 24.20 34.83 67.70
58.27 63.53 69.23 56.87 72.20 83.20 36.30 42.37 73.27
64.93 66.83 81.60 40.63 28.40 72.90 21.60 36.83 74.63
68.57 63.90 81.90 29.70 58.70 80.93 42.00 40.97 75.67
75.20 76.17 61.63 20.83 69.47 83.33 31.37 45.33 81.77
85.63 94.17 85.00 36.37 78.13 76.73 87.53 90.77 81.83
60.33 75.83 80.47 52.33 66.67 85.83

טבלה 1: נתוני תבר פולידיוקסנון כוללים של 5 שבועות, כוחות בכישלון

לשלוט 7 ימים 14 ימים
רמת pH ממוצעת רמת pH ממוצעת רמת pH ממוצעת
N/A חומצה נייטרלי בסיס חומצה נייטרלי בסיס
4 6 9 4 6 9
כוח (N) כוח (N) כוח (N)
170.80 131.37 147.03 146.23 122.07 117.87 135.17
170.93 147.70 142.60 152.63 129.30 132.13 129.87
167.70 134.00 153.80 120.13 107.93 113.13 101.57
162.37 112.90 102.87 111.07 139.63 120.47 111.20
156.70 153.20 124.63 103.80 123.80 131.47 129.57
152.87 145.90 123.33 143.57 146.13 144.57
21 ימים 28 ימים 35 ימים
רמת pH ממוצעת רמת pH ממוצעת רמת pH ממוצעת
חומצה נייטרלי בסיס חומצה נייטרלי בסיס חומצה נייטרלי בסיס
4 6 8 4 6 8 4 5 7
כוח (N) כוח (N) כוח (N)
110.63 109.13 115.27 93.67 93.40 74.57 50.43 54.03 44.80
115.10 113.13 87.90 75.40 100.50 77.93 82.47 78.67 78.70
120.50 128.93 116.37 111.43 108.00 109.73 80.47 42.83 80.20
114.03 116.43 101.03 84.23 87.17 80.10 69.40 81.13 77.10
118.83 110.93 107.43 51.47 66.90 81.60 68.70 81.50 46.97
78.33 87.90 115.57 59.87 93.77 61.07 76.87 82.73 82.53
131.20 141.07 107.83 105.60 111.73 112.21 68.00 57.27 86.23
80.47 122.70 91.67 103.67 110.10 105.67

טבלה 2: נתוני תבר פוליגליקון כוללים של 5 שבועות, כוחות בכישלון

עם הזמן, נקודות החוזק המתוחות של כל דגימות התפר פחתו. בנוסף, עבור תפרי polydioxanone, סביבה חומצית הייתה המזיקה ביותר כמו רק 41.46% של כוח המתיחה המקורי נשמר, בעוד 78.58% ו 48.95% של כוח המתיחה המקורי נשמר עבור תפרים polydioxanone בפתרונות אלקליין ונייטרלי, בהתאמה. מצד שני, אחוזי שימור הכוח לאורך זמן עבור תפרים פוליגלקוניים על פני פתרונות pH שונים היו כולם דומים. הירידה הגדולה ביותר בכוח המתיחה של התפרים הפוליגליקון נצפתה בסביבה נייטרלית, שם נשמרו רק 41.22% מהחוזק המקורי. בסביבות חומציות ואלקליין, 42.79% ו 42.81% של חוזק המתיחה המקורי נשמר עבור התפרים polyglyconate, בהתאמה.

אם התפרים היו דוגרים בטמפרטורה גבוהה יותר, הם היו מתפרקים מהר יותר בגלל האנרגיה המובנית המוגברת שנמצאה בתוך המערכת. זה יאפשר דפולימריזציה ספונטנית יותר למונומרים להתרחש. במילים אחרות, ככל שהטמפרטורה עולה, חוזק המתיחה מושפע לרעה. בנוסף, אם התפרים היו מוחזקים בלחץ מתמיד, הסיכויים לריקבון יגדלו גם הם. זה יהיה בגלל עיוות זחילה; מתיחת התפרים יוצרת אזורים חלשים יותר שהם ראשוניים לספיגה. אם התפרים היו קשורים לקשרים, תרחיש דומה היה מתרחש.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Applications and Summary

בניסוי זה, החוזק המתיחה של תפרים בסביבות pH שונות הוערך. במשך חמישה שבועות, נבדקו עוצמות המתיחה של שני סוגים שונים של תפרים לאחר חשיפה לפתרונות חומציים, אלקליין ונייטרליים. התוצאות מצביעות באופן גורף כי תפרים bioabsorbable יהיה להתפרק עם הזמן בכל סביבת pH.

למרות התפרים polyglyconate להתפרק בקצב מהיר יותר, להישאר חזק יותר לעומת תפרי polydioxanone. תוצאות הניסוי גם מראות כי במסגרות זמן ממושכות, תפרי פולידיוקסנון שומרים על כוחם יותר מאשר התפרים הפוליגליקונציים, ככל שקצב ההשפלה המהיר יותר של תפרי פוליגלואונקאט הופך להיות ברור יותר. עם זאת, מאז הניסוי בוצע במבחנה, לא ניתן להסיק מסקנות משמעותיות ליעילות של תפרי פוליגליקון או פולידיוקסנון במודל ביוכימי פעיל יותר. השפלה אנזימטית היא היבט קריטי שיש לקחת בחשבון. בכל מקרה, שני התפרים הם מועמדים מעשיים להליכים כירורגיים. מחקר זה מאשר את החשיבות של סוג זה של מחקר.

תפרים הניתנים למיחזור מספקים תמיכה זמנית בפצעים, ומאפשרים לפצע להחלים מספיק טוב כדי לעמוד בכוחות נורמליים. בדרך כלל, תפרים הניתנים למיחזור משמשים להליכים פנימיים, כך שהליכים כירורגיים נוספים יהיו מיותרים להסרת תפרים. עם התפוררותו, נותרו מעט מאוד עקבות של התפר. תפרים הניתנים למיחזור משמשים גם בחולים שאינם יכולים לחזור להליך הסרת תפרים. מצד שני, תפרים שאינם ניתנים למיחזור משמשים בדרך כלל באפידרמיס ייסגר, שם התפרים ניתן להסיר בקלות לאחר פרק זמן מסוים. בנוסף, תפרים שאינם ניתנים למיחזור משמשים לעתים קרובות גם בסביבות פנימיות מלחיץ, כאשר תפרים הניתנים למיחזור אינם מסוגלים לספק תמיכה מספקת בפצעים. מבנים פנימיים כגון הלב, העומד בעקביות בלחצים ותנועות שונות, דורשים תפרים שאינם ניתנים למיחזור. יישומים אחרים של תפרים שאינם ניתנים למיחזור כוללים ניתוחים אורתופדיים וסגירה חריפה בניתוחי לב. מכיוון שתפרים הניתנים למיחזור משמשים בחלקים פנימיים וקריטיים יותר של הגוף, חשוב לבדוק את כוחם ולנתח את איכות המוצר.

רשימת חומרים

שם חברה מספר קטלוג הערות
ציוד
תפר
סרגל
מספריים
קליפרים
פינצטה
סולם
טיניוס אולסן טסטר
תנור
גורם מכיל לדוגמה
כרס
פיפטה
מילוי פיפטה
צינור פיפטה
זכוכית
כימיקלים
מים ללא יוני
חומצה הידרוכלורית (HCL)
נתרן הידרוקסיד (NaoH)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

References

  1. Wise, Donald L., et al. Encyclopedic Handbook of Biomaterials and Bioengineering. Marcel Dekker, Inc., New York. 1995. 567-569.
  2. Dattilo, P.P., King, M.W., Cassill, N.L., et al. Medical Textiles: Application of an Absorbable Barbed Bi-directional Surgical Suture. J. Text. & App., Tech. & Mgmt. 2002, 2, 1

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter