Een Chitosan Based, Laser Geactiveerde Thin Film Chirurgische lijm, 'SurgiLux': Voorbereiding en demonstratie
Summary
De vervaardiging van een nieuwe, flexibele dunne film chirurgische kleefmiddel van FDA goedgekeurde ingrediënten, chitosan en indocyaninegroen beschreven. Binding van deze lijm collageenachtig weefsel via een eenvoudige activeringsproces met een laag vermogen infrarode laser wordt aangetoond.
Abstract
Hechtingen zijn een 4.000 jaar oude technologie die nog de 'gouden standaard' voor wondsluiting op grond van hun reparatie sterkte (~ 100 kPa). Echter, hechtingen als een infectiehaard voor infectie en in vele procedures zijn niet wondheling te bewerkstelligen of functionele weefselregeneratie verstoren. Een chirurgische lijmen, zoals die op basis van fibrine en cyanoacrylaten, zijn ontwikkeld als alternatief voor hechtingen voor de reparatie van dergelijke wonden. De huidige commerciële hechtmiddelen ook aanzienlijke nadelen, van virale en prion overdracht en een gebrek aan reparatie sterkte met fibrinelijmen te weefseltoxiciteit en een gebrek aan biocompatibiliteit van het cyanoacrylaat gebaseerde kleefstoffen. Bovendien beschikbaar chirurgische kleefmiddelen vaak gel gebaseerd zijn en zijn uitgebreid hardingstijden die hun toepassing beperken. Twee Ook het gebruik van UV lasers om verknoping mechanismen eiwit gebaseerde of albumine 'sol vergemakkelijkenders 'kan leiden tot DNA-schade, terwijl laser weefsel lassen (LTW) predisponeert thermische schade aan weefsels. 3 Ondanks hun nadelen, kleefstoffen en LTW hebben gevangen ongeveer 30% van de wondsluiting markt naar verluidt meer dan US $ 5 miljard per jaar, een significant bewijs van de noodzaak van hechtingen technologie. 4
In het streven hechtingen technologie hebben we gebruik chitosan als biomateriaal voor de ontwikkeling van een flexibele, dunne film, laser-geactiveerde chirurgische kleefmiddel zogenaamde "SurgiLux. Deze nieuwe bioadhesieve met een unieke combinatie van biomaterialen en optische die FDA goedgekeurd en succesvol gebruikt in verschillende biomedische toepassingen en producten. SurgiLux overwint de nadelen van hechtingen en huidige chirurgische lijm (zie tabel 1).
In deze presentatie rapporteren wij de relatief eenvoudige protocol voor de vervaardiging van SurgiLux en tonende laser activering en weefsel lassterkte. SurgiLux films zich aan collageenachtig weefsel zonder chemische modificatie zoals vernetten en door bestraling met een relatief laag vermogen (120 mW) infrarood laser in plaats van UV licht. Chitosan films hebben een natuurlijke maar zwak hechtende aantrekkingskracht collageen (~ 3 kPa), laser activering van de chitosan gebaseerde films SurgiLux benadrukt de kracht van deze hechting door polymeerketen interactie als gevolg van transiënte thermische uitzetting. 5 Zonder deze activering 'proces worden SurgiLux films gemakkelijk verwijderd. SurgiLux 6-9 is getest zowel in vitro en in vivo een verscheidenheid van weefsels zoals zenuw, darm, dura mater en cornea. In alle gevallen aangetoond goede biocompatibiliteit en verwaarloosbare thermische schade als gevolg van bestraling. 6-10
Protocol
Representative Results
Discussion
Chitosan kan worden verkregen in een verscheidenheid van molecuulgewichten en met verschillende graden van deacetylering (DDA). Variaties in chitosan zuiverheid kan leiden tot de aanwezigheid van deeltjes in de oplossing SurgiLux, centrifugeren wordt gebruikt om deze te elimineren en moet resulteren in een transparante groene oplossing. Echter, filtratie ook gebruikt worden als een extra of alternatieve fabricage stap. Zoals bij elke materiaalbewerking, variaties, zoals chitosan en DDA molecuulgewicht hebben voor de fys…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs erkennen een subsidie van de National Health and Medical Research Council van Australië (NHMRC # 1000674) aan LJR Foster.
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 |
References
- Kjaergard, H. K. Suture support: is it advantageous. Am. J. Surg. 182, 15S-20S (2001).
- Lauto, A., Mawad, D., Foster, L. J. R. Adhesive biomaterials for tissue reconstruction. J. Chem. Tech. Biotech. 83, 464-472 (2008).
- Fung, L. C., Mingin, G. C., Massicotte, M., Felsen, D., Poppas, D. P. Effects of temperature on tissue thermal injury and wound strength after photochemical wound closure. Lasers Surg. Med. 25, 285-290 (1999).
- Piribo, . Glues & Sealants: Industry Background Report. , (2005).
- Lauto, A., Hook, J., Doran, M., Camacho, F., Poole-Warren, L. A., Avolio, A., Foster, L. J. R. Chitosan adhesive for laser tissue-welding: in vitro characterisation. Lasers Surg. Med. 36, 193-201 (2005).
- Lauto, A., Stoodley, M., Marcel, H., Avolio, A., Sarris, M., McKenzie, G., Sampson, D. D., Foster, L. J. R. In vitro and in vivo tissue repair with laser-activated chitosan adhesive. Lasers Surg. Med. 39, 19-27 (2007).
- Lauto, A., Foster, L. J. R., Avolio, A., Sampson, D., Raston, C., Sarris, M., McKenzie, G., Stoodley, M. Sutureless Nerve Repair with Laser-Activated Chitosan Adhesive: A Pilot in vivo Study. J. Photomed. Laser. Surg. 26 (3), 227-234 (2008).
- Marçal, H., Badylak, S. F., Sellaro, T. L., Lauto, A., Foster, L. J. R., Mahler, S. The coalescence of decellularized tissue scaffolds, laser-activated chitosan bioadhesive and olfactory ensheathing cells for tissue repair and regeneration of the spinal cord. Lasers Med. Sci. 23 (1), 96 (2008).
- Foster, L. J. R., Thomson, K., Marcal, H., Butt, J., Watson, S., Wakefield, D. A chitosan-vancomycin composite biomaterial as a laser activated surgical adhesive with regional antimicrobial activity. Biomacromolecules. 11 (12), 3563-3570 (2010).
- Shahbazi, J., Marcal, H., Watson, S., Wakefield, D., Sarris, M., Foster, L. J. R. Sutureless sealing of penetrating corneal wounds using a laser-activated thin film adhesive. Lasers Surg. Med. , .
- Meyers, M. A., Chen, P. -. Y., Lin, A. Y. -. M., Seki, Y. Biological materials: Structure and mechanical properties. Prog. Mater. Sci. 53 (1), 1-206 (2008).
