「手術および固形がんおよび造血系腫瘍治療のための新しいデバイスとしての BP。BP 移植の効果」 (DM159)

Buckypaper (BP) は革新的な材料であり、人体実験に先立ち、さまざまな技術分野での応用の可能性を研究している多くの研究グループの注目を集めています。 実際、動物モデルで予備的に実施された実験は、毒性と耐久性に関する結果が満足できるものであれば、人間にも適用できます。

優れた機械的強度、電気伝導性、低密度、適応可能な多孔性などの興味深い材料特性は、BP が作られるカーボン ナノチューブ (CNT) の固有の特性と密接に関連しています。 CNT の高度な表面発達は、それらの凝集を促進することに加えて、直径 50 nm を超えるコロイド粒子の通過を排除するマイクロおよびナノ多孔質膜の調製を可能にします。 微孔質構造により、BP は水などの液体を吸収する能力が高く、毛細管現象の効果によりメッシュ素材にすばやく浸透します。 これは、インビボで移植された材料の効果に関する我々の研究で観察されたBPの生体組織への迅速かつ効果的な接着の可能な解釈である可能性があります。 BP の生体接着性は、モルモット、ラット、ウサギの腹筋筋膜を基質として事前に行った ex vivo 実験の機械的剥離 (ベンチ手術) で報告されています。 結果は、有機支持体からのBPの投稿に必要な力が、現在市販されている接着剤および生物学的補綴材料の生体接着性合成物で固定されたヘルニア手術で一般的に使用される、ポリマーネットワークから作られた従来の補綴物に必要な力よりもはるかに大きいことを示しました. これらの評価に基づいて、また、補綴手術の分野で BP を使用することによって提供される可能性に基づいて、このプロジェクトの材料の固有の特性による控除は、使用する新世代の補綴材料の開発のためのさらなる研究に期待されます。外科ベースのBPで、縫合、グラフ、および/または生物学的接着剤を必要とせずに、外科医が簡単に移植できます。 理由は次のとおりです。

1. 縫い目: 結び目の血管 (虚血萎縮) または神経 (慢性的な痛み) を引き締める可能性があります。
2. グラフ: ブラインドを置くと、出血や痛みを引き起こす可能性があります。
3. 生体接着剤：ドナーの血漿に由来するため、未知の病気を伝染させる可能性があります。

BP が腹壁に発生する応力に耐える適切な機械的特性を持っているかどうかはまだ不明であり、いずれにせよ、生体組織および解剖学的準備への良好な生体接着性が文書化されていますが、湿らせた場合に限られます。

このため、BP/ポリプロピレンの複合材料を用意することにしました。 「結合された」と定義されるこのような材料は、ハイブリッドフィルムに正しい機械抵抗を付与するポリマー支持体であるＢＰの滑らかな面に接着することによって得られる。 このようなシステムは、さらに変更される可能性があります。 実際、MWCNTの結晶構造および/またはポリマー上に存在または導入された官能基を利用して、複合材料である筋肉/筋膜表面に埋め込んでグリップを得ることが可能になります。 さらに、抗菌、抗接着、抗炎症、または鎮痛の機能を持つ生物学的に活性な分子を MWCNT の結晶構造に導入して、炎症反応を調節し、線維性瘢痕に移植材料を組み込むことができます。

このプロジェクトの目的は、人間に適用可能な腹部手術用補綴具の究極の実現に向けた探索を導くことができる結果を得ることです。

私たちの研究グループは、現在の研究プログラムがすべての目的を達成するためのすべてのスキルを持っていることを提案します。

それは、腹壁の一般外科および補綴外科のさまざまな分野で実績のある専門知識と経験を持つ研究者と、特にポリマー性の材料科学の経験豊富な科学者を集め、生物医学的用途、有機化学、および開発のためのバイオコンジュゲートの合成にも使用されます薬物の徐放システム、核磁気共鳴 (NMR) の技術による生物学的システムの特徴付け。 実際、調査部門の外科医は、提案されたプロジェクトで、外科技術に関連する問題の解決、従来の補綴材料と革新的な補綴材料の生体への影響の評価の両方に長年携わってきました。 、保健省によって特別に作成および承認されたプロトコルに従って実施された in vivo 試験を含む。

議定書は、欧州連合 (86/609/EEC-欧州経済共同体) のガイドライン、およびイタリア法 n° 116/ 92。

体重約 3000 g の 30 匹のニュージーランドの雌ウサギ (R1 ～ R30) で体系的な実験を行います (Harlan Laboratories)。 「in vivo」研究は、腹部の傷跡におけるBPの生体適合性と付着、および鼠径ヘルニアの切開ヘルニアと形成外科の介入の実施に関するものです。

BP の生体適合性は、血液化学検査によって調査されます。 タイムスケジュールに示されているように、3mlの全血の血液サンプルを、耳静脈からの全身麻酔の導入後、補綴インプラントによる手術前、および安楽死の前に、すべての動物に流します。

実験の方法論と技法:

これらの実験は、人間が使用するための予備的なものであり、気管内挿管による全身麻酔下で行われ、次に脱毛、消毒、手術野の準備が行われます。 約10cmのへそ-恥骨の正中切開を行い、皮膚および皮下層を広げ、次に筋膜面を切開し、筋肉を深く切開して腹膜嚢に入れる。 採血の実行は、体重の検出と腹部領域の超音波の実行と同時に実行され、敗血症および切開ヘルニアの徴候を求めて移植部位を研究します。

この種の新しい材料を人間に移植しますが、その前に、そのように描かれた動物モデルでの耐性と毒性を研究しようとします: BP (バッキーペーパー) の 2x2cm2 サンプルと 10 匹のウサギに、PR (ポリプロピレン) (PRR11-PRR20) の 2x2cm2 サンプルを、筋膜と腹壁の大きな筋肉の間に作成されたポケットに入れます。 ５匹のウサギ（ＢＰＲ２１～ＢＰＲ２５）において、腹腔に入るために腹白線上で外科的切開を行い、深く行う。 対照群 (R26-R30) は手術を受けません。

次に、2x2cm2 の BP サンプルを、粗い面を頭頂腹膜面に向け、滑らかで光沢のある面を内臓腹膜に向けて挿入します (BPR21-BPR25)。 5 匹のウサギ (R26-R30) は操作されませんが、コントロール グループとして使用されます。 動物は、健康状態と体重を継続的に評価するために、研究期間全体にわたって毎日監視および制御されます。 35日目に血液サンプルを採取して検査します。 最後に、動物は全身麻酔下で屠殺されます。

ケース BPR1-BPR10 (グループ A) を PRR11-PRR20 (コントロール グループ B) と比較し、健康な男性の再建手術で既に使用されている BP と同じサイズのパリエテンのインプラントの効果を比較します。 誘導時から約60分間続く介入の後、動物はゆっくりと目覚め、部屋の収容室に戻されます。

屠殺時に、すべての内臓および移植部位の解剖学的サンプルを準備し、組織学的に研究する。 顕微鏡検査用の組織病理学的サンプルが準備されます。 BPR 1 ～ BPR 10 に移植された BP の一部は、周囲のすべての筋膜、真皮、および筋肉組織とともに切除されます。 PRR 11-PRR 20 グループと BPR 21-BPR 25 グループでも同じ手順が実行されます。 サンプルを 10% 緩衝ホルマリンで固定し、切断し、組織学的観察のためにヘマトキシリンおよびエオシン (H&E) で染色します。

術後の痛みは、人間の場合と同様に軽度であり、人間で標準化された手法に従って鎮痛剤で治療されます。 私たちの経験では、動物は実験群と対照群の両方で人工装具手術を受け、手術直後に予防的抗生物質と鎮痛剤で治療され、注意深く監視されます。

動物モデルであっても、すべての外科的処置の無菌性により、炎症、浮腫、敗血症および膿瘍が予防され、術後の痛みが軽減されます。 手術後の日数は、手術後の動物の適度な食欲と術後に関連する軽度の臨床症状が予想されます。

治療を受けたすべての動物を毎日観察して、消費される食物の量を注意深く管理し、したがって食欲不振の可能性を抑えます。 腹壁の皮膚に影響を与える可能性のある炎症および変性プロセスの証拠、感染の症状またはプロテーゼの拒絶の証拠を探します. 体重減少が過度である場合 (例えば、対照群と比較して、同じ人種、同じ年齢の動物の通常の体重の 10% 以上)、または動物が通常の術後よりも苦しむ臨床症状を示す場合、全身麻酔を受けてから削除されます。

術後の鎮痛・抗生物質療法は以下の通りです。

抗生物質 : エンロフロキサシン 2.5 mg /kg /日、筋肉内で 5 ～ 7 日間。消炎鎮痛剤：ケトプロフェン、Findol 10%、0.3ml/10kg/die i.m. 3〜5日間。 必要に応じて、介入後最初の 2/3 日間に 2 ～ 4 mg/kg/日のトラマドールも投与されます。 手術創は毎日チェックされます。

3 ml の血液サンプルから検査される臨床化学パラメーターは次のとおりです。 ）、SGPT（血清グルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼ）、GGT（ガンマグルタミルトランスフェラーゼ）、ALP（アルカリホスファターゼ）および分画ビリルビン、PT（プロトロンビン時間）、APTT/PTT（活性化部分トロンボプラスチン時間）、フィブリノーゲン、CBC（全血球計算）式、リンパ球亜集団、C反応性タンパク質、赤血球沈降速度。

プロテーゼの組み込み、漿液腫の形成、あざ、膿瘍を形態学的に評価するために、超音波検査が行われます。 この手順は、鎮静下で行われ、続いて体重チェックと血液サンプルの採取が行われます。 同じ手順を、介入時と屠殺の 35 日後に 2 回繰り返します。