"BP uutena laitteena leikkaukseen ja kiinteiden syöpien ja hematopoieettisen järjestelmän kasvainten hoitoon. BP-istutuksen vaikutukset" (DM159)

Buckypaper (BP) on innovatiivinen materiaali, joka on herättänyt monien tutkimusryhmien huomion, jotka ovat tutkineet sen mahdollisia sovelluksia eri teknologian aloilla ennen ihmiskokeita. Itse asiassa alustavasti eläinmallilla tehty koe soveltuu ihmisiin, jos tulokset ovat myrkyllisyyden ja kestävyyden suhteen mukavia.

Mielenkiintoiset materiaaliominaisuudet, kuten hyvä mekaaninen lujuus, sähkönjohtavuus, alhainen tiheys, huokoisuus mukautuva, liittyvät läheisesti hiilinanoputkien (CNT), joista BP on valmistettu, luontaisiin ominaisuuksiin. CNT:n korkea pintakehitys sen lisäksi, että se edistää niiden aggregaatiota, mahdollistaa mikro- ja nanohuokoisten kalvojen valmistuksen, jotka estävät halkaisijaltaan yli 50 nm:n kolloidisten hiukkasten läpikulun. Mikrohuokoinen rakenne antaa BP:lle myös suuren kyvyn imeä nesteitä, kuten vettä, jolloin kapillaarisuuden vaikutus tunkeutuu nopeasti verkkomateriaaliin. Tämä voisi olla mahdollinen tulkinta verenpaineen nopeasta ja tehokkaasta tarttumisesta biologisiin kudoksiin, joka havaittiin tutkimuksissamme implantoidun materiaalin vaikutuksista in vivo. BP:n bioadheesio on dokumentoitu ex vivo -kokeissa mekaanisella kuorimalla (penkkikirurgia), joka on suoritettu etukäteen käyttäen substraattina marsua, rottia, kaniinin vatsalihasfaskiota. Tulokset osoittivat, että voima, joka vaaditaan BP:n kiinnittämiseen orgaanisesta tuesta, on paljon suurempi kuin tavanomaiseen polymeeriverkostoista valmistettuun proteesiin, jota käytetään yleisesti liimalla kiinnitetyssä tyräkirurgiassa ja tällä hetkellä markkinoilla olevalla biologisella proteesimateriaalilla bioadhesiivinen synteettinen . Näiden arvioiden perusteella ja BP:n käytön tarjoamien mahdollisuuksien perusteella proteettisen kirurgian alalla, materiaalin luontaisten ominaisuuksien perusteella tässä hankkeessa odotetaan jatkavan tutkimusta uuden sukupolven proteettisten materiaalien kehittämiseksi käytettäväksi. kirurgiseen perustuva verenpaine, jonka kirurgi voi implantoida helposti ilman ompeleita, kaavioita ja/tai biologisia liimoja. Syyt ovat:

1. ompeleet: ne voivat kiristää solmusuoneita (iskemia-atrofia) tai hermoja (krooninen kipu);
2. kaaviot: sokean asettaminen ja voi aiheuttaa verenvuotoa tai kipua;
3. biologiset liimat: peräisin luovuttajien plasmasta ja voivat siten välittää tuntemattomia sairauksia.

Vielä ei tiedetä, onko BP:llä sopivat mekaaniset ominaisuudet kestämään vatsan seinämään kohdistuvia rasituksia, ja joka tapauksessa on dokumentoitu hyvä bioadheesio eläviin kudoksiin ja anatomisiin valmisteisiin, mutta vain jos se tehdään kosteana.

Tästä syystä päätettiin valmistaa komposiittimateriaalit BP/polypropeeni. Tällaisia ​​materiaaleja, jotka määritellään "kytketyiksi", saadaan kiinnittämällä BP:n sileälle pinnalle, polymeeriselle alustalle, joka antaa hybridikalvolle oikean mekaanisen kestävyyden. Tällaiseen järjestelmään voidaan tehdä lisämuutoksia. Hyödyntämällä MWCNT:iden ja/tai polymeerin kiderakenteessa läsnä olevia tai tuotuja funktionaalisia ryhmiä on todellakin mahdollista implantoida lihaksen/lihaksen faskian pintaan, komposiittimateriaaliin, tarttumisen aikaansaamiseksi. Lisäksi biologisesti aktiivisia molekyylejä, joilla on antimikrobisia, anti-adhesiivisia, anti-inflammatorisia tai analgeettisia toimintoja, voidaan viedä MWCNT:iden kiderakenteeseen tulehdusvasteen moduloimiseksi ja implantoidun materiaalin sisällyttämiseen kuituiseen arpiin.

Tämän projektin tavoitteena on saada tuloksia, jotka voivat ohjata ihmisen vatsakirurgiassa käytettävän proteettisen laitteen lopullisen toteutuksen etsimistä.

Tutkimusryhmämme ehdottaa, että nykyisellä tutkimusohjelmalla on kaikki valmiudet kaikkien tavoitteiden saavuttamiseen.

Se kokoaa yhteen tutkijat, joilla on todistettu asiantuntemus ja kokemus eri aloilta yleiskirurgiasta ja vatsan seinämän proteettisesta kirurgista sekä kokenut materiaalitieteen tutkija, erityisesti polymeeriluonne, myös biolääketieteelliseen käyttöön, orgaaniseen kemiaan ja biokonjugaattien synteesiin. Lääkkeiden hitaasti vapautuvat järjestelmät, biologisten järjestelmien karakterisointi ydinmagneettisella resonanssilla (NMR). Etsintäyksikön kirurgi on itse asiassa ollut useiden vuosien ajan mukana sekä kirurgisiin tekniikoihin liittyvien kysymysten ratkaisemisessa, sekä tavanomaisten proteesimateriaalien että innovatiivisten proteesimateriaalien vaikutusten arvioinnissa elävään organismiin. , mukaan lukien in vivo -testaus, joka suoritetaan terveysministeriön erityisesti laatiman ja hyväksymän protokollan mukaisesti.

Pöytäkirja on laadittu noudattaen ympäristöpolitiikkaa ja eläinmalleja koskevien kokeiden eettisiä periaatteita Euroopan unionin suuntaviivojen (86/609/ETY-Euroopan talousyhteisö) ja Italian lain nro 116/ mukaisesti. 92.

Suoritetaan systemaattisia kokeita 30 Uuden-Seelannin naaraskanilla (R1-R30), paino noin 3000 g (Harlan Laboratories). "In vivo" -tutkimukset koskevat biologista yhteensopivuutta ja verenpaineen tarttumista vatsan arpeen sekä nivustyrän leikkaus- ja plastiikkakirurgiatoimenpiteiden suorittamista.

Verenpaineen biologista yhteensopivuutta tutkitaan verikemiallisilla testeillä. Jokaiselle eläimelle ajetaan 3 ml:n verinäytteet yleisanestesian jälkeen, korvalaskimosta, ennen leikkausta proteesilla ja ennen eutanasiaa Aikataulun mukaisesti.

Kokeen menetelmä ja tekniikka:

Nämä kokeet ovat alustavia ihmiskäyttöön, ja ne suoritetaan yleisanestesiassa endotrakeaalisella intubaatiolla, sitten karvanpoistolla, desinfioinnilla ja leikkauskentän valmistelulla. Keskiviivalle tehdään noin 10 cm:n napa-pubis viilto, iho ja ihonalaiset kerrokset leikataan, sitten leikataan fascia-taso ja lihakset syvälle vatsakalvopussiin. Verinäytteen otto osuu samaan aikaan ruumiinpainon havaitsemisen ja vatsan alueen ultraäänitutkimuksen kanssa implanttikohdan tutkimiseksi sepsiksen ja viiltotyrän merkkien etsimiseksi.

Istutamme tällaisia ​​uusia materiaaleja ihmisiin, mutta ennen tätä yritämme tutkia siedettävyyttä ja myrkyllisyyttä näin piirretyllä eläinmallilla: kymmenen kania (jäljempänä BPR1-BPR10) (Buckypaper Rabbit -kohde 1-10) saavat 2x2cm2 näytettä BP (Buckypaper) ja kymmenen kania saavat 2x2cm2 näytettä PR (polypropeeni) (PRR11-PRR20) lihasfaskian ja vatsan seinämän suurten lihasten väliin luotuun taskuun. Viidellä kanilla (BPR21-BPR25) kirurginen viilto tehdään vatsan linea alballe ja tehdään syvälle vatsaonteloon menemistä varten. Kontrolliryhmälle (R26-R30) ei tehdä leikkausta.

Sitten asetetaan 2 x 2 cm2 BP-näyte karkea puoli kohti parietaalista vatsakalvon pintaa ja sileä ja kiiltävä pinta viskeraalista vatsakalvoa päin (BPR21-BPR25). Viittä kania (R26-R30) ei leikata, mutta niitä käytetään kontrolliryhmänä. Eläimiä seurataan ja valvotaan päivittäin, koko tutkimusjakson ajan, jotta niiden terveydentilaa ja painoa voidaan jatkuvasti arvioida. 35. päivänä otetaan verinäyte tutkimuksia varten. Lopuksi eläimet lopetetaan yleisanestesiassa.

Tapauksia BPR1-BPR10 (ryhmä A) verrataan PRR11-PRR20:een (verrokkiryhmä B), jossa verrataan BP:n ja samankokoisten implanttien vaikutuksia terveen ihmisen korjaavassa leikkauksessa jo käytössä olevaan Parieteneen. Toimenpiteen jälkeen, joka kestää noin 60 minuuttia induktiohetkestä, eläin herätetään hitaasti ja tuodaan sitten takaisin huonetilaan.

Teurastuksen yhteydessä valmistetaan anatomiset näytteet kaikista sisäelimistä ja implantaatiopaikasta histologisesti tutkittavaksi. Histopatologiset näytteet valmistetaan mikroskooppista tutkimusta varten. BPR 1-BPR 10:een implantoidut BP:n osat leikataan pois kaikkien ympäröivien fascia-, iho- ja lihaskudosten kanssa. Samat toimenpiteet suoritetaan myös PRR 11-PRR 20 -ryhmässä ja BPR 21-BPR 25 -ryhmässä. Näytteet kiinnitetään 10 % puskuroidussa formaliinissa, leikataan ja värjätään hematoksyliinilla ja eosiinilla (H&E) histologista tarkkailua varten.

Leikkauksen jälkeinen kipu, kuten ihmiselläkin, on lievää, ja sitä hoidetaan kipulääkkeillä ihmisillä standardoitujen tekniikoiden mukaisesti. Kokemuksemme mukaan eläimille tehdään proteettinen leikkaus, sekä koe- että kontrolliryhmä, niitä hoidetaan profylaktisilla antibiooteilla ja kipulääkkeillä välittömästi leikkauksen jälkeen, ja niitä seurataan tarkasti.

Vaikka eläinmallissakin, koko kirurgisen toimenpiteen steriiliys ehkäisee tulehduksia, turvotusta ja sepsisiä ja paiseita ja varmistaa vähäisen postoperatiivisen kivun. Leikkauksen jälkeisinä päivinä odotetaan leikattujen eläinten kohtalaista ruokahalua ja lieviä kliinisiä oireita, jotka liittyvät leikkauksen jälkeiseen hoitoon.

Kaikkia hoidettuja eläimiä tarkkaillaan päivittäin kulutettavan ruoan määrän ja siten mahdollisen ruokahaluttomuuden valvomiseksi. Haetaan todisteita mahdollisista vatsan ihoon vaikuttavista tulehdus- ja rappeutumisprosesseista, infektio-oireista tai proteesin hylkäämisestä. Jos painonpudotus on liiallista (esim. yli 10 % saman rodun, saman ikäisen ja vertailuryhmään kuuluvan eläimen normaalipainosta) tai eläimellä on kliinisiä oireita enemmän kärsimyksestä kuin normaali leikkauksen jälkeen. , tehdään yleisanestesia ja poistetaan sitten.

Leikkauksen jälkeisenä aikana suoritettava analgeettinen ja antibioottihoito on seuraava:

Antibiootti: enrofloksasiini 2,5 mg/kg/päivä I.M. 5-7 päivän ajan; ja anti-inflammatorinen analgeetti: ketoprofeeni, Findol 10%, 0,3 ml/10 kg/kuolema i.m. 3-5 päivän ajan. Tarvittaessa annetaan myös tramadolia, 2-4 mg/kg/vrk ensimmäisen 2/3 päivän aikana interventiosta. Leikkaushaava tarkistetaan päivittäin.

3 ml:n verinäytteestä tutkittavat kliinis-kemialliset parametrit ovat: BUN (Veren ureatyppi), veren glukoosi, kreatiniini, natrium, kalium, kalsium, magnesium, albumiini, kokonaisproteiinipitoisuus ja veren proteiinitaso, SGOT (seerumin glutamiinioksaloetikkatransaminaasi ), SGPT (seerumin glutamiinipyruvaattitransaminaasi), GGT (gammaglutamyylitransferaasi), ALP (alkalinen fosfataasi) ja fraktioitu bilirubiini, PT (protrombiiniaika), APTT/PTT (aktivoitu osittainen tromboplastiiniaika), fibrinogeeni, CBC (täydellinen veri) lymfosyyttialapopulaatiot, C-reaktiivinen proteiini, punasolujen sedimentaationopeus.

Suoritetaan ultraäänitutkimus, jossa arvioidaan morfologisesti proteesin kiinnittymistä, serooman muodostumista, mustelmia, paiseita. Tämä toimenpide suoritetaan sedaatiossa, ja sitä seuraa kehon painon tarkistus ja verinäyte. Sama toimenpide toistetaan kahdesti interventiossa ja 35 päivän kuluttua lopettamisen yhteydessä.