एक Chitosan आधारित, लेजर सक्रिय पतला फिल्मी सर्जिकल चिपकने वाला, 'SurgiLux': तैयारी और प्रदर्शन

Bioengineering

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Summary

एक उपन्यास का निर्माण, एफडीए को मंजूरी दी सामग्री से लचीला पतली फिल्म शल्य चिकित्सा चिपकने वाला, chitosan और हरे रंग indocyanine वर्णित है. एक कम शक्ति लेजर बुनियादी लाल के साथ एक सरल सक्रियण प्रक्रिया के माध्यम से collagenous ऊतकों को इस चिपकने के संबंध में प्रदर्शन किया है.

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Foster, L. J., Karsten, E. A Chitosan Based, Laser Activated Thin Film Surgical Adhesive, 'SurgiLux': Preparation and Demonstration. J. Vis. Exp. (68), e3527, doi:10.3791/3527 (2012).

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Abstract

Protocol

1. SurgiLux समाधान की तैयारी

  1. एक 2% एसिटिक एक स्वच्छ कांच बीकर में विआयनीकृत पानी का उपयोग एसिड के समाधान (v / v) तैयार संक्रमण से बचने के लिए एक लामिना का प्रवाह हुड का उपयोग करने के लिए.
  2. Chromophore के 0.02% (w / v) वजन, हरी indocyanine, एक बाँझ Eppendorf ट्यूब में भारतीय तट रक्षक, यह सुनिश्चित करें ट्यूब चांदी पन्नी में लपेटा जाता है किसी भी प्रकाश के प्रवेश को रोकने के.
  3. एक साफ, डिस्पोजेबल विंदुक का प्रयोग, पतला एसिटिक एसिड समाधान के लगभग 1 मिलीलीटर ट्यूब को हस्तांतरण करने के लिए डाई भंग, धीरे से मिलाने और रख पन्नी में लपेटा.
  4. बीकर में भारतीय तट रक्षक solubilized स्थानांतरण और एक बाँझ चुंबकीय दोषी जोड़ने से पहले chitosan पाउडर के 2% (w / v) जोड़ने.
  5. Parafilm साथ बीकर कवर के बारे में 125 rpm पर कमरे के तापमान पर 72 घंटे के लिए एक लामिना का प्रवाह हुड में सामग्री मिश्रण से पहले, तो चांदी पन्नी में लपेटो.
  6. 4 बजे 15 मिनट के लिए 15,000 XG पर साफ अपकेंद्रित्र ट्यूब और अपकेंद्रित्र में सामग्री स्थानांतरण ° C को दूर करने के लिए किसी भी particulaते बात है.
  7. ध्यान से एक स्वच्छ कांच बीकर में हरी SurgiLux स्थानांतरण समाधान Parafilm का उपयोग तो 12 घंटे के लिए एक रेफ्रिजरेटर में भंडारण के लिए समाधान का चिपचिपापन में वृद्धि से पहले, चांदी चमकी में लपेट कवर.

2. SurgiLux फिल्म्स के कास्टिंग

  1. एक बाँझ सिरिंज का उपयोग, 95 मिमी व्यास की एक साफ, पेट्री डिश में ठंड SurgiLux समाधान के 8 मिलीग्राम बांटना, और धीरे थाली झुकाव के समाधान द्वारा पूरा कवरेज सुनिश्चित. कास्टिंग क्षेत्र के लिए समाधान की मात्रा के अनुपात परिवर्तनीय फिल्म मोटाई के नियंत्रण की अनुमति देता है, चित्र 1 देखें.
  2. एक बाँझ सुई की नोक का उपयोग कर समाधान में किसी भी दृश्य बुलबुले निकालें. चांदी पन्नी और जगह में एक रेफ्रिजरेटर में पकवान कवर करने के लिए किसी भी अवशिष्ट माइक्रोन आकार बुलबुले निकालें.
  3. 20 मिनट के बाद पेट्री डिश ध्यान से फ्रिज से निकालने के लिए, एक लामिना का प्रवाह हुड में जगह, चांदी चमकी के साथ कवर और समाधान करने के लिए 3 सप्ताह के लिए लुप्त हो जाना छोड़.
  4. सह के बादmplete वाष्पीकरण, पेट्री डिश में स्पष्ट हरी SurgiLux फिल्म के बाहरी किनारों स्कोर और पकवान सतह से दूर फिल्म 'छील' धीरे.
  5. SurgiLux फिल्म लचीला है और आसानी से फाड़ या तोड़ने के बिना छेड़छाड़ होना चाहिए.
  6. स्टोर पेट्री डिश में परिपत्र SurgiLux फिल्मों चांदी पन्नी में सूखे की स्थिति के तहत उपयोग के लिए तैयार है जब तक लिपटे.

3. SurgiLux चिपकने वाली फिल्मों के लेजर सक्रियकरण

  1. लेजर सक्रियण प्रक्रिया का प्रदर्शन करने के लिए हम गोजातीय ऊतक का एक टुकड़ा स्टेक के रूप में 15 मिमी चौड़े और 20 मिमी की लंबाई के एक आकार कटौती का प्रयोग करेंगे. एक सीधे एक संख्या 10 सर्जिकल ब्लेड, 10 मिमी से 15 के 2 टुकड़े का उत्पादन का उपयोग कर लाइन में ऊतक काटना.
  2. लगभग ऊतक के दो टुकड़े इतना है कि उनके किनारों को छू रहे हैं, लेकिन नहीं अतिव्यापी, और एक कपास झाड़ू या धुंध का उपयोग कर, धीरे से किसी भी अधिक तरल पदार्थ को अवशोषित.
  3. अगले SurgiLux 7 x 9 मिमी फिल्म का एक टुकड़ा काट और ध्यान bisected पी भर में फिल्म लंबेबल जगहऊतक के iece, तो धीरे नीचे प्रेस एक सूखी कपास झाड़ू के साथ.
  4. SurgiLux फिल्मों में 120 मेगावाट की एक सेटिंग में एक बुनियादी लाल लेजर डायोड का उपयोग कर सक्रिय कर रहे हैं. जैसा कि यह एक वर्ग IIIB लेजर है, उचित सुरक्षा उपायों सहित सभी कर्मियों के लिए उपयुक्त सुरक्षा चश्मे का उपयोग हो सकता है, लिया जाना चाहिए.
  5. कोने में शुरू, एक बुनियादी लाल 120 मेगावाट पर सेट लेजर और 1 मिमी व्यास की एक बीम स्थान आकार के साथ SurgiLux चमकाना. प्रति सेकंड लगभग 1 मिमी की एक दर पर हरे रंग की फिल्म पर बीम जगह पास. विकिरण प्रक्रिया दो बार दोहराएँ.

4. मरम्मत की शक्ति

  1. ध्यान से तनन परीक्षण साधन के clamps में ऊतक के सिरों सुरक्षित. हम एक 50 न्यूटन लोड सेल के साथ एक Instron Mini55 प्रणाली का उपयोग कर रहे हैं. अधिकतम लोड, तननसामर्थ्य, तोड़ने में और विस्तार Bluehill कंप्यूटर सॉफ्टवेयर (यूएसए) का उपयोग कर की गणना की गई. कम से कम 10 नमूनों से साधन (एन 10 =) निर्धारित किया गया है.
  2. 'सुस्त' ले लोऔर फिर 1 मिमी प्रति सेकंड की दर में ऊतक के टुकड़े को अलग करने के लिए, जब तक ऊतक के दो टुकड़े पूरी तरह से अलग SurgiLux पट्टी द्वारा मिलकर आयोजित किया.

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Representative Results

केन्द्रापसारण एक पारदर्शी हरी समाधान, ° जो भंडारण के बाद 4-6 चिपचिपाहट बढ़ जाती सी. की ओर जाता है 3 सप्ताह के लिए खड़ा करने के बाद, हरी समाधान एक पारदर्शी हरी SurgiLux लगभग 20 माइक्रोन मोटी फिल्म में परिवर्तित किया जाता है और, के रूप में वीडियो में प्रदर्शन, आसानी से लचीला है.

लेजर, ऊतक SurgiLux फिल्म बांड के साथ विकिरण पर. यह फिल्म जहां ऊतक के लिए अनुबंध के रूप में लेजर बीम फिल्म (2 चित्रा) के ऊपर से गुजरता है, प्रकट होता है के किनारों पर देखा जा सकता है. नहीं या ऊतक और फिल्म के charring पृथक मनाया जाना चाहिए. SurgiLux के संबंध ऊतकों को शक्ति के लिए ऊतक के bisected टुकड़े को लिफ्ट करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए, और जब तन्यता ताकत मापा जाता है, परीक्षण के लिए यहाँ की सूचना लगभग 15 केपीए होना चाहिए.

तालिका 1
तालिका 1./ Strong> प्रस्तावित SurgiLux प्रणाली और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध आतंच और cyanoacrylate शल्य चिपकने के लिए गुणों की तुलना.

चित्रा 1
चित्रा 1 SurgiLux पतली फिल्म चिपकने निर्माण और सक्रियण प्रक्रिया के आरेखीय चित्रण, प्रोटोकॉल पाठ करने के लिए इसी लिए यहाँ क्लिक बड़ा आंकड़ा देखने .

चित्रा 2
चित्रा 2 (x20) तस्वीर लेजर ऊतक चीरा (टी ए, टी बी में गोजातीय आंत ऊतक और 'करार' का पालन सक्रियण के बाद पतली SurgiLux फिल्म दिखा: अलग टुकड़े ओ.ऊतक च, मैं: चीरा, एस: SurgiLux फिल्म).

चित्रा 3
चित्रा 3 विभिन्न चिपकने के लिए ऊतक आसंजन ताकत दिखा ग्राफ़: Chitosan और ऊतकों पर लागू है, (आतंच) Tisseel और Histoacryl (cyanoacrylate) ऊतक पर लागू जैल SurgiLux फिल्मों.

चित्रा 4
चित्रा 4 इलेक्ट्रॉन (एसईएम) micrographs SurgiLux फिल्मों से जुड़ी कोशिकाओं illustrating स्कैन, मानव कोशिका (क) प्रजातियों घ्राण ensheathing कोशिकाओं [x1.5k], (ख) stromal fibroblasts [x500], और (ग) कंकाल की मांसपेशी व्युत्पन्न उपग्रह स्टेम कोशिकाओं. [x1.7k] बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .


चित्रा 5 बढ़ती SurgiLux समाधान कास्टिंग (एमएल) की मात्रा और एक निरंतर कास्टिंग क्षेत्र के साथ फिल्म मोटाई में परिवर्तन दिखा ग्राफ (7.09 2 x 3 मिमी 10).

चित्रा 6
6 चित्रा 'निपल्स' (एस.एन.) सतह (एस) से फैलने की उपस्थिति दिखा फिल्म की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ (SEM).

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Discussion

Chitosan आणविक वजन की एक किस्म में और deactylation (डीडीए) के विभिन्न डिग्री के साथ प्राप्त किया जा सकता है. Chitosan शुद्धता में बदलाव SurgiLux समाधान में particulates की उपस्थिति के लिए नेतृत्व कर सकते हैं, centrifugation इन को खत्म करने और एक पारदर्शी हरी समाधान में परिणाम चाहिए करने के लिए प्रयोग किया जाता है. हालांकि, छानने का काम भी एक जोड़ा या वैकल्पिक निर्माण कदम के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है. साथ के रूप में किसी भी सामग्री प्रसंस्करण, बदलाव chitosan डीडीए और आणविक भार के रूप में है, जिसके परिणामस्वरूप SurgiLux फिल्मों की physiochemical, जैविक और भौतिक गुणों ऊतक संबंध की ताकत भी शामिल है, के लिए निहितार्थ हैं.

SurgiLux निर्माण के लिए प्रक्रिया काफी भिन्नता के लिए अनुमति देता है. उदाहरण के लिए, कास्टिंग सतह क्षेत्र के लिए समाधान की मात्रा के अनुपात में परिवर्तन (एमएल: 2 मिमी) फिल्म मोटाई को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है चित्रा 5 मात्रा के रूप में एक रैखिक अंतिम SurgiLux फिल्मों की मोटाई में वृद्धि से पता चलता है.पेट्री डिश में डाल दिया समाधान बढ़ा दिया गया था. इसी तरह, कास्टिंग सतह संशोधन फिल्म सतह morphology को संशोधित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है चित्रा 6 माइक्रोन आकार SurgiLux फिल्म की सतह पर 'निपल्स' की मौजूदगी से पता चलता है. इस तरह के templating तकनीकों के लिए विभिन्न सतहों का उत्पादन ऊतक आसंजन में सुधार, माइक्रोबियल सेल लगाव को रोकने के लिए और ऊतक reintegration को बढ़ावा देने के लिए उपयोग किया जा सकता है 11 इसके अलावा, विभिन्न biologically सक्रिय एजेंटों के निर्माण की प्रक्रिया में शामिल किया जा सकता है क्षेत्रीय दवा वितरण के लिए चिपकने वाला एक फिल्म का उत्पादन 10.

तालिका 1 पारंपरिक आतंच cyanoacrylate चिपकने की तुलना में इस SurgiLux पतली फिल्म चिपकने प्रणाली के फायदे का सार है. जबकि ऊतकों की मरम्मत की ताकत sutures की तुलना में कम है, SurgiLux इस पारंपरिक घाव बंद के रूप में के रूप में अच्छी तरह से तकनीक वर्तमान इष्ट वाणिज्यिक शल्य चिपकने के कई नुकसान से बचा जाता है.

SurgiLux के बंधन विभिन्न collagenous ऊतकों को अपनी सामग्री लचीलेपन के साथ संयुक्त क्षमता लेप्रोस्कोपी में अपनी क्षमता का सुझाव देते हैं, जबकि निर्माण की प्रक्रिया की चंचलता ऊतक इंजीनियरिंग और पुनर्योजी चिकित्सा में आवेदन के लिए इसके आगे के विकास को बढ़ावा देता है.

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Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgements

लेखकों LJR फोस्टर ऑस्ट्रेलिया के राष्ट्रीय स्वास्थ्य और चिकित्सा अनुसंधान परिषद (NHMRC 1,000,674) से एक अनुदान को स्वीकार करते हैं.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chitosan Sigma-Aldrich 448877
Indocyanine Green Sigma-Aldrich I2633 Also known as Cardiogreen
Acetic acid Sigma-Aldrich 320099
Infra-red diode laser with fiber delivery. (808 nm, 120 mW, Beam core 200 μm) CNI Lasers Fc-808 Variable system up to 5 W power
Laser safety glasses CNI Lasers LS-G
Tensile testing apparatus Instron Pty Ltd 5542 50 N load cell

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References

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