BP come rete superleggera e come nuovo dispositivo di fissaggio per la chirurgia generale -DM108/2008-B (DM108/2008-B)

Le interessanti proprietà del materiale, quali buona resistenza meccanica, conducibilità elettrica, bassa densità, porosità adattabile, sono strettamente associate alle caratteristiche intrinseche dei nanotubi di carbonio (CNT), di cui è composto BP. L'elevato sviluppo superficiale dei CNT, oltre a favorirne l'aggregazione, consente la preparazione di membrane micro e nanoporose che escludono il passaggio di particelle colloidali con diametro superiore a 50 nm. La struttura microporosa, inoltre, conferisce al BP un'elevata capacità di assorbimento di liquidi, come l'acqua, per cui per effetto della capillarità, penetra rapidamente nel materiale della rete. Questa potrebbe essere una possibile interpretazione della rapida ed efficace adesione della PA ai tessuti biologici umidi osservata nei nostri studi preliminari sugli effetti della PA impiantata in vivo.

La bioadesione di BP è stata documentata in esperimenti preliminari ex vivo di peeling meccanico (chirurgia da banco). I risultati hanno mostrato che la forza richiesta per il distacco della PA dal supporto organico è molto maggiore di quella richiesta per le protesi convenzionali realizzate con reti polimeriche, comunemente utilizzate nella chirurgia dell'ernia umana fissate con colla di fibrina o materiali sintetici. Sulla base di queste valutazioni l'utilizzo della BP potrebbe essere introdotto nel campo della chirurgia protesica.

Sulla base di queste valutazioni e sulla base delle potenzialità offerte dall'utilizzo dei BP nel campo della chirurgia protesica, deducibili dalle caratteristiche intrinseche del materiale, in questo progetto si prevede un'ulteriore ricerca per lo sviluppo di una nuova generazione di materiali protesici per l'uomo d'uso, facilmente impiantabili dal chirurgo senza necessità di suture, graffe e/o colle biologiche.

I motivi sono:

1. punti di sutura: potrebbero stringere il nodo dei vasi (ischemia-atrofia) o dei nervi (dolore cronico);
2. grafici: posizionamento cieco e può causare sanguinamento o dolore;
3. colle biologiche: derivano dal plasma dei donatori e quindi potrebbero trasmettere malattie sconosciute.

Non è ancora noto se BP abbia le proprietà meccaniche adeguate per sopportare le sollecitazioni che si verificano sulla parete addominale e comunque è documentata la buona bioadesione su tessuti vivi e preparati anatomici, ma solo se resi umidi.

Sfruttando i gruppi funzionali presenti o introdotti nella struttura cristallina dei MWCNT (nanotubi di carbonio multiparete) e/o sul polimero, sarà possibile impiantare sulla superficie del muscolo/fascia muscolare, il materiale composito, per ottenere grippaggio. Inoltre, nella struttura cristallina dei MWCNT possono essere introdotte molecole biologicamente attive, con funzioni antimicrobiche, antiadesive, antinfiammatorie o analgesiche, per modulare la risposta infiammatoria e l'incorporazione del materiale impiantato nella cicatrice fibrosa.

Vorremmo studiare gli effetti dell'esposizione a frammenti di BP su tessuti sani e cellule CaCo2 (Cancer Colon cluster), MCF-7 (Michigan Cancer Foundation-7), una linea cellulare di carcinoma mammario e hSC (cellule muscolari lisce sane) di arteria tiroidea.

L'obiettivo di questo progetto è quello di ottenere risultati che possano orientare la ricerca per la realizzazione definitiva di un dispositivo protesico da utilizzare nella chirurgia addominale umana.

Il nostro Gruppo di Ricerca propone che il presente programma di ricerca abbia tutte le competenze per raggiungere tutti gli obiettivi.

Il protocollo è stato redatto nel rispetto delle politiche ambientali, e dei principi etici sulla sperimentazione su modello animale, in accordo con le linee guida dell'Unione Europea (86/609/CEE-Comunità Economica Europea), e della Legge Italiana n° 116/ 92.

I parametri chimico-clinici esaminati su campioni di sangue da 1 ml saranno: BUN (azoto ureico nel sangue), glicemia, creatinina, sodio, potassio, calcio, magnesio, albumina, livelli di proteine ​​ematiche totali, SGOT (siero glutammato ossalacetato transaminasi), SGPT (siero glutammato piruvato transaminasi), GGT (galattosilidrossilisil glucosiltransferasi), ALP (fosfatasi alcalina) e bilirubina frazionata, PT (tempo di protrombina), APTT/PTT (tempo di tromboplastina parziale attivata/tempo di protrombina), fibrinogeno, CBC (emocromo completo) formula, sottopopolazioni linfocitarie, proteina C-reattiva, velocità di eritrosedimentazione.

Questa procedura verrà eseguita sotto sedazione e seguita dal controllo del peso corporeo e dal prelievo di un campione di sangue. La stessa procedura verrà ripetuta due volte all'intervento e dopo 35 giorni al sacrificio.

Al momento del sacrificio verranno preparati campioni anatomici di tutti i visceri e del sito di impianto, da studiare istologicamente. Verranno preparati campioni istopatologici per l'esame microscopico. Porzioni di BP impiantate in BPR1-BPR15 saranno asportate con tutta la fascia circostante, i tessuti dermici e muscolari. Le stesse procedure saranno eseguite anche nel gruppo PRR16-PRR30.

Il dolore post-operatorio, come nell'uomo, sarà lieve, e sarà trattato con analgesici secondo tecniche standardizzate nell'uomo. Nella nostra esperienza, gli animali sottoposti a chirurgia protesica, sia il gruppo sperimentale che quello di controllo, saranno trattati con antibiotici profilattici e antidolorifici nell'immediato post-operatorio, e saranno attentamente monitorati.

Anche se nel modello animale, la sterilità di tutta la procedura chirurgica previene l'infiammazione, l'edema e la sepsi e gli ascessi e garantisce un basso livello di dolore postoperatorio. Nei giorni successivi all'intervento chirurgico è previsto un moderato appetito degli animali operati e lievi sintomi clinici legati al post-operatorio.

Tutti gli animali trattati saranno osservati giornalmente per controllare attentamente la quantità di cibo che verrà consumata e quindi la potenziale perdita di appetito. Si cercheranno evidenze di possibili processi infiammatori e degenerativi a carico della cute della parete addominale, sintomi di infezione o rigetto della protesi. Se la perdita di peso sarà eccessiva (ad es. più del 10% del peso normale di un animale della stessa razza, della stessa età e rispetto al gruppo di controllo), o l'animale mostrerà sintomi clinici di sofferenza più di un normale postoperatorio , sarà sottoposto ad anestesia generale e poi eliminato.

La terapia analgesica e antibiotica eseguita nel periodo postoperatorio sarà la seguente:

Antibiotico: enrofloxacina 2,5 mg/kg/die i.m. per 5/7 giorni; e analgesico antinfiammatorio: ketoprofene, Findol 10%, 0,3 ml/10 kg/die i.m. per 3/5 giorni. Se necessario verrà somministrato anche tramadolo, 2-4 mg/kg/die nei primi 2/3 giorni post-intervento. La ferita chirurgica verrà controllata giornalmente.

I parametri chimico-clinici esaminati su campioni di sangue da 3 ml saranno: BUN (Blood Urea Nitrogen), glicemia, creatinina, sodio, potassio, calcio, magnesio, albumina, proteinemia totale e livello di proteine ​​nel sangue, SGOT (Serum Glutei Oxaloacetic Transaminase ), SGPT (siero glutammico piruvato transaminasi), GGT (gamma glutamil transferasi), ALP (fosfatasi alcalina) e bilirubina frazionata, PT (tempo di protrombina), APTT/PTT (tempo di tromboplastina parziale attivata), fibrinogeno, formula CBC (emocromo completo). , sottopopolazioni linfocitarie, proteina C-reattiva, velocità di eritrosedimentazione.

Al momento del sacrificio i campioni di organi saranno fissati in formalina tamponata al 10%, tagliati e colorati con ematossilina ed eosina (H&E) per l'osservazione istologica.