Un Based Chitosan, Laser adhésif activé Thin Film chirurgicaux, «SurgiLux ': Préparation et démonstration

Summary

La fabrication d'un roman, adhésif flexible à couche mince chirurgicale à partir d'ingrédients approuvés par la FDA, le chitosane et le vert d'indocyanine est décrite. Collage de cette colle à tissu collagène à travers un processus d'activation simple avec une faible puissance laser infrarouge est démontrée.

Abstract

Les sutures sont une technologie vieille 4.000 années qui restent le «gold standard» pour la fermeture des plaies, en vertu de leur force réparation (~ 100 kPa). Cependant, les sutures peuvent agir comme un foyer d'infection et dans de nombreuses procédures sont pas en mesure d'effectuer la réparation des blessures ou interférer avec la régénération des tissus fonctionnels. ¹ colles et adhésifs chirurgicaux, tels que ceux à base de fibrine et de cyanoacrylates, ont été développées comme alternatives aux sutures pour la réparation de telles plaies. Cependant, le courant adhésifs commerciaux ont aussi des inconvénients importants, allant de transfert viral et de prion et un manque de force réparation comme avec les colles de fibrine, à la toxicité tissulaire et un manque de biocompatibilité pour les adhésifs à base de cyanoacrylate. De plus, actuellement disponibles adhésifs chirurgicaux ont tendance à être à base de gel et peuvent avoir des temps de durcissement prolongé qui limitent leur application. ^{2 De} même, l'utilisation de lasers UV pour faciliter réticulation mécanismes à base de protéines ou d'albumine «solDER »peut conduire à endommager l'ADN pendant le soudage des tissus laser (LTW) prédispose dommages thermiques aux tissus. ³ Malgré leurs inconvénients, les adhésifs et les LTW ont capturé environ 30% du marché fermeture de la plaie rapporté à plus de 5 milliards de dollars par an, un témoignage significatif de la nécessité de la technologie sans suture ^4.

Dans la poursuite de la technologie sans suture, nous avons utilisé le chitosane comme biomatériau pour le développement d'un film souple et mince, laser activé adhésif chirurgical appelé «SurgiLux». Ce roman bioadhésif utilise une combinaison unique de biomatériaux et de la photonique qui sont approuvés par la FDA et utilisé avec succès dans une variété d'applications biomédicales et des produits. SurgiLux surmonte tous les inconvénients associés aux sutures et adhésifs chirurgicaux actuels (voir le tableau 1).

Dans cette présentation, nous présentons le protocole relativement simple pour la fabrication de SurgiLux et de démontrerson activation laser et de la force de soudure de tissu. SurgiLux films adhérer au tissu collagénique sans modification chimique tel que la réticulation par irradiation et à l'aide d'une relativement faible puissance (120 mW) laser infrarouge au lieu d'une lumière UV. Films de chitosane ont une attirance naturelle mais faible adhésif au collagène (~ 3 kPa), l'activation du laser à base de chitosan films SurgiLux souligne la force de cette adhésion par des interactions de la chaîne polymère comme une conséquence de la dilatation thermique transitoire. ⁵ Sans cette "activation" processus de , les films SurgiLux sont facilement éliminés. ^6-9 SurgiLux a été testé à la fois in vitro et di vivo sur une variété de tissus y compris le nerf, l'intestin, la dure-mère et de la cornée. Dans tous les cas, il a démontré une bonne biocompatibilité et négligeable des dommages thermiques à la suite de l'irradiation. ^6-10

Protocol

1. Préparation de la solution SurgiLux Préparer un 2% (v / v) d'acide acétique avec de l'eau désionisée dans un récipient en verre propre, utiliser une hotte à flux laminaire pour éviter toute contamination. Peser 0,02% (p / v) du chromophore, le vert d'indocyanine, ICG, dans un tube Eppendorf stérile, en sorte que le tube est enroulé dans une feuille d'argent à empêcher toute pénétration de la lumière. Avec un chiffon propre, pipette jetable, transférer env…

Representative Results

Centrifugation conduit à une solution transparente verte, ce qui augmente la viscosité après stockage à 4-6 ° C. Après un repos de 3 semaines, la solution verte est transformée en un film SurgiLux vert transparent d'environ 20 microns d'épaisseur et, comme démontré dans la vidéo, est facilement flexible. Lors de l'irradiation avec le laser, les liaisons de film SurgiLux au tissu. Cela peut être observé sur les bords du film, où le tissu semble se contracter que le f…

Discussion

Le chitosane peut être obtenue dans une variété de poids moléculaires et avec différents degrés de deactylation (PDD). Les variations de la pureté chitosane peut conduire à la présence de particules dans la solution SurgiLux; centrifugation est utilisée pour éliminer ceux-ci et devrait aboutir à une solution transparente verte. Cependant, la filtration peut également être utilisé comme étape de fabrication supplémentaire ou de remplacement. Comme pour tout traitement de matériaux, variations, tels que …

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