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

Summary

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.

Abstract

Suturas são uma tecnologia 4.000 anos de idade que continuam a "padrão-ouro" 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 'solders "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 '. 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 'ativação' processo , filmes SurgiLux são facilmente removidos. ^6-9 SurgiLux foi testado tanto di 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

Protocol

1. Preparação da Solução SurgiLux 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. 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. Usando uma pipeta descartável e limpa, transferir aproximadamente 1 ml de solução diluída…

Representative Results

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 …

Discussion

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 impl…

Materials

Name of the reagent/equipment	Company	Catalogue number	Comments (optional)
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