"수술과 고형암 및 조혈계 종양 치료를 위한 새로운 장치로서의 BP. BP 이식의 효과" (DM159)

Buckypaper(BP)는 인간 실험에 앞서 다양한 기술 분야에서 응용 가능성을 연구하는 많은 연구 그룹의 관심을 끈 혁신적인 소재입니다. 실제로 동물 모델을 대상으로 한 예비 실험은 독성과 지속성 측면에서 결과가 만족스럽다면 인간에게도 적용할 수 있을 것이다.

우수한 기계적 강도, 전기 전도성, 낮은 밀도, 적응 가능한 다공성과 같은 흥미로운 재료 특성은 BP를 구성하는 탄소 나노튜브(CNT)의 고유 특성과 밀접하게 연관되어 있습니다. CNT의 높은 표면 발달은 응집을 촉진하는 것 외에도 직경이 50nm보다 큰 콜로이드 입자의 통과를 배제하는 마이크로 및 나노 다공성 멤브레인을 준비할 수 있게 합니다. 미세다공성 구조는 또한 BP에 물과 같은 액체를 흡수할 수 있는 높은 용량을 제공하여 모세관 효과가 메쉬 재료에 빠르게 침투합니다. 이것은 생체 내 이식된 물질의 영향에 대한 우리의 연구에서 관찰된 생물학적 조직에 대한 BP의 빠르고 효과적인 접착에 대한 가능한 해석일 수 있습니다. BP의 생체 접착은 기질, 기니피그, 쥐, 토끼의 복근 근막을 사용하여 사전에 수행된 생체 외 실험 기계적 박리(벤치 수술)에서 문서화되었습니다. 결과는 유기 지지체로부터 BP를 게시하는 데 필요한 힘이 접착제로 고정된 탈장 수술에 일반적으로 사용되는 폴리머 네트워크로 만든 기존 보철물과 현재 판매되는 생물학적 보철 재료 생체 접착 합성에 필요한 것보다 훨씬 더 큰 것으로 나타났습니다. 이러한 평가와 보철 수술 분야에서 BP 사용이 제공하는 잠재력을 기반으로, 이 프로젝트에서 재료의 고유한 특성으로 공제할 수 있는 새로운 세대의 보철 재료 개발을 위한 추가 연구가 예상됩니다. 봉합사, 그래프 및/또는 생물학적 접착제 없이 외과의가 쉽게 이식할 수 있는 외과 기반 BP. 이유는 다음과 같습니다.

1. 꿰매기: 매듭 혈관(허혈-위축) 또는 신경(만성 통증)을 조일 수 있습니다.
2. 그래프: 시야를 가리고 출혈이나 통증을 유발할 수 있습니다.
3. 생물학적 접착제: 기증자의 혈장에서 파생되어 알려지지 않은 질병을 옮길 수 있습니다.

BP가 복벽에 발생하는 응력을 견딜 수 있는 적절한 기계적 특성을 가지고 있는지는 아직 알려지지 않았으며, 어떤 경우에도 생체 조직 및 해부학적 준비물에 대한 우수한 생체 접착력이 문서화되어 있지만 습기가 있는 경우에만 가능합니다.

이러한 이유로 복합 재료 BP/폴리프로필렌을 준비하기로 결정했습니다. "결합"으로 정의되는 이러한 재료는 하이브리드 필름에 올바른 기계적 저항을 부여하는 중합체 지지체인 BP의 매끄러운 면에 부착함으로써 얻을 수 있습니다. 이러한 시스템은 추후 변경될 수 있습니다. 실제로, MWCNT의 결정 구조 및/또는 폴리머 상에 존재하거나 도입된 작용기를 이용하여, 그립핑을 얻기 위해 복합 재료인 근육/근막 표면에 이식하는 것이 가능할 것이다. 또한 항균, 항접착, 항염증 또는 진통 기능을 가진 생물학적 활성 분자를 MWCNT의 결정 구조에 도입하여 염증 반응을 조절하고 섬유 흉터에 이식된 물질을 통합할 수 있습니다.

이 프로젝트의 목적은 인간에게 적용 가능한 복부 수술용 보철 장치의 궁극적인 구현을 위한 검색을 지시할 수 있는 결과를 얻는 것입니다.

우리 연구 그룹은 현재 연구 프로그램이 모든 목표를 달성할 수 있는 모든 기술을 갖추고 있다고 제안합니다.

복벽의 일반외과 및 보철외과의 다양한 분야에서 검증된 전문성과 경험을 가진 연구원들과 특히 고분자 성질의 재료 과학, 또한 생의학 용도, 유기 화학 및 약물의 느린 방출 시스템, 핵 자기 공명(NMR) 기술을 통한 생물학적 시스템의 특성화. 실제로 검색 단위의 외과 의사는 제안 된 프로젝트에서 기존 보철 재료와 혁신적인 보철 재료가 살아있는 유기체에 미치는 영향을 평가하는 외과 기술과 관련된 문제를 해결하는 데 수년 동안 참여했습니다. , 보건부가 특별히 준비하고 승인한 프로토콜에 따라 수행되는 생체 내 테스트를 포함합니다.

프로토콜은 유럽 연합(86/609/EEC-유럽 경제 공동체) 및 이탈리아 법률 n° 116/의 지침에 따라 동물 모델 실험에 대한 환경 정책 및 윤리 원칙과 관련하여 작성되었습니다. 92.

체중 약 3000g(Harlan Laboratories)의 뉴질랜드 암컷 토끼(R1-R30) 30마리를 대상으로 체계적인 실험을 수행할 예정이다. "생체 내" 조사는 복부 흉터에서 BP의 생체 적합성 및 유착과 절개 탈장 중재 및 서혜부 탈장 성형 수술 수행에 관한 것입니다.

BP의 생체 적합성은 혈액 화학 검사를 통해 조사됩니다. 전혈 3ml의 혈액 샘플은 귀 정맥에서 전신 마취 유도 후, 보철 이식 수술 전, 시간표에 표시된 안락사 전에 모든 동물에게 실행됩니다.

실험의 방법론 및 기술:

이 실험은 인간 사용에 대한 예비 실험이며 전신 마취하에 기관내 삽관을 한 다음 제모, 소독 및 수술 영역 준비를 수행합니다. 약 10 cm 배꼽-치골의 정중선 절개를 시행하여 피부와 피하층을 벌린 다음 근막면을 절개하고 근육을 복막낭에 깊게 삽입합니다. 패혈증 및 절개 탈장 징후를 찾기 위해 임플란트 부위를 연구하기 위해 체중 감지 및 복부 초음파 실행과 동시에 혈액 샘플링을 실행했습니다.

우리는 이런 종류의 새로운 물질을 인간에게 이식할 것이지만 그 전에 동물 모델에서 내약성 및 독성을 연구하려고 노력할 것입니다: 10마리 토끼(이하 BPR1-BPR10으로 정의) 2x2cm2의 BP(Buckypaper) 샘플과 10마리의 토끼는 근막과 복벽의 큰 근육 사이에 생성된 주머니에 PR(폴리프로필렌)(PRR11-PRR20)의 2x2cm2 샘플을 받습니다. 5마리의 토끼(BPR21-BPR25)에서 외과적 절개는 복부 백선에서 수행되며 복강으로 들어가기 위해 깊게 수행됩니다. 대조군(R26-R30)은 수술을 받지 않습니다.

그런 다음 2x2cm2 BP 샘플을 거친 면이 정수리 복막 표면을 향하고 매끄럽고 빛나는 표면이 내장 복막을 향하도록 삽입합니다(BPR21-BPR25). 토끼 5마리(R26-R30)는 수술하지 않고 대조군으로 사용한다. 동물의 건강 상태와 체중을 지속적으로 평가하기 위해 전체 연구 기간 동안 매일 동물을 모니터링하고 통제합니다. 35일째에 검사를 위해 혈액 샘플을 채취합니다. 마지막으로 동물은 전신 마취하에 희생될 것입니다.

사례 BPR1-BPR10(그룹 A)을 PRR11-PRR20(대조군 B)과 비교하여 건강한 남성의 재건 수술에 이미 사용되고 있는 BP 및 동일한 크기의 Parietene 임플란트의 효과를 비교한다. 개입 후, 유도 시점부터 약 60분 동안 지속되며, 동물은 천천히 깨어난 다음 실내 하우징으로 다시 데려옵니다.

희생 시점에 모든 내장과 이식 부위의 해부학적 샘플을 준비하여 조직학적으로 연구할 것입니다. 현미경 검사를 위한 조직병리학적 샘플을 준비할 것입니다. BPR 1-BPR 10에 이식된 BP의 일부는 모든 주변 근막, 진피 및 근육 조직과 함께 절제됩니다. PRR 11-PRR 20 그룹 및 BPR 21-BPR 25 그룹에서도 동일한 절차가 수행됩니다. 샘플은 조직학적 관찰을 위해 10% 완충 포르말린에 고정되고 절단되고 Haematoxylin 및 Eosin(H&E)으로 염색됩니다.

수술 후 통증은 인간과 마찬가지로 경미할 것이며 인간에서 표준화된 기술에 따라 진통제로 치료될 것입니다. 우리의 경험에 따르면 동물은 실험군과 대조군 모두 보철 수술을 받고 수술 직후에 예방적 항생제와 진통제로 치료를 받고 면밀히 관찰될 것입니다.

동물 모델에서도 모든 수술 절차의 무균성으로 염증, 부종, 패혈증, 농양을 예방하고 수술 후 통증이 적습니다. 수술 후 며칠 동안 수술 동물의 적당한 식욕과 수술 후 관련된 가벼운 임상 증상이 예상됩니다.

처리된 모든 동물을 매일 관찰하여 섭취할 음식의 양과 그에 따른 식욕 감퇴 가능성을 주의 깊게 조절합니다. 복벽의 피부에 영향을 미치는 가능한 염증 및 퇴행성 과정의 증거, 감염 증상 또는 보철물의 거부를 찾습니다. 체중 감소가 과도할 경우(예: 대조군과 비교하여 같은 인종, 같은 연령의 동물의 정상 체중의 10% 이상), 동물이 수술 후 정상 이상의 고통을 겪는 임상 증상을 보이는 경우 , 전신 마취 후 삭제됩니다.

수술 후 진통제 및 항생제 치료는 다음과 같습니다.

항생제: 5-7일 동안 엔로플록사신 2.5 mg/kg/일 I.M. 및 항염증 진통제: 케토프로펜, 핀돌 10%, 0.3 ml/10kg/die i.m. 3-5일 동안. 필요한 경우 개입 후 첫 2/3일 동안 트라마돌(2-4 mg/kg/일)도 제공됩니다. 수술 상처를 매일 확인합니다.

3ml의 혈액 샘플에서 검사되는 임상 화학적 매개변수는 BUN(혈액 요소 질소), 혈당, 크레아티닌, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 알부민, 총 단백혈증 및 혈액 단백질 수준, SGOT(혈청 글루타믹 옥살로아세트산 트랜스아미나제)입니다. ), SGPT(Serum Glutamic PyruvateTransaminase), GGT(gamma glutamyl transferase), ALP(alkaline phosphatase) 및 fractionated bilirubin, PT(Prothrombin Time), APTT/PTT(Activated partial thromboplastin time), Fibrinogen, CBC(Complete Blood Count) 공식 , 림프구 하위 집단, C 반응성 단백질, 적혈구 침강 속도.

보철물의 결합, 장액종의 형성, 타박상, 농양의 형태학적 평가를 위해 초음파 검사를 시행합니다. 이 절차는 진정 상태에서 수행되며 체중 확인 및 혈액 샘플 채취가 이어집니다. 개입 시와 희생 시 35일 후에 동일한 절차를 두 번 반복합니다.