«АД как новое устройство для хирургии и лечения солидных опухолей и опухолей кроветворной системы. Эффекты имплантации АД» (DM159)

Buckypaper (BP) — это инновационный материал, который привлек внимание многих исследовательских групп, занимающихся изучением его возможных применений в различных технологических областях, предшествующих экспериментам на людях. Фактически эксперименты, предварительно проведенные на животной модели, будут применимы и к человеку, если результаты с точки зрения токсичности и стойкости будут удовлетворительными.

Интересные свойства материала, такие как хорошая механическая прочность, электропроводность, низкая плотность, адаптируемая пористость, тесно связаны с внутренними характеристиками углеродных нанотрубок (УНТ), из которых изготовлен ВР. Высокая развитость поверхности УНТ, помимо содействия их агрегации, позволяет изготавливать микро- и нанопористые мембраны, исключающие прохождение коллоидных частиц диаметром более 50 нм. Микропористая структура также придает БП высокую способность впитывать жидкости, например воду, благодаря чему эффект капиллярности быстро проникает в материал сетки. Это может быть возможной интерпретацией быстрой и эффективной адгезии БП к биологическим тканям, наблюдаемой в наших исследованиях влияния материала, имплантированного in vivo. Биоадгезия БП была задокументирована в ex vivo экспериментах по механическому пилингу (лабораторная хирургия), проведенных заранее с использованием в качестве субстрата морских свинок, крыс, фасций брюшных мышц кроликов. Результаты показали, что сила, необходимая для размещения BP из органической опоры, намного больше, чем сила, необходимая для обычного протеза, изготовленного из полимерных сеток, обычно используемых в хирургии грыж, фиксированных с помощью клея и биологического протезного биоадгезивного синтетического материала, имеющегося в настоящее время на рынке. Основываясь на этих оценках и исходя из потенциала, предлагаемого использованием БП в области ортопедической хирургии, за вычетом внутренних характеристик материала в этом проекте ожидается дальнейшее исследование для разработки протезных материалов нового поколения для использования BP на хирургической основе, легко имплантируемый хирургом без необходимости наложения швов, графиков и / или биологических клеев. Причины:

1. швы: они могут стягивать узел сосудов (ишемия-атрофия) или нервов (хроническая боль);
2. графики: размещение слепое и может вызвать кровотечение или боль;
3. биологические клеи: получены из плазмы доноров и, таким образом, могут передавать неизвестные заболевания.

До сих пор неизвестно, обладает ли БП соответствующими механическими свойствами, чтобы противостоять нагрузкам, возникающим на брюшную стенку, и в любом случае документально подтверждена хорошая биоадгезия к живым тканям и анатомическим препаратам, но только во влажном состоянии.

По этой причине было принято решение изготовить композиционные материалы ВР/полипропилен. Такие материалы, определяемые как «связанные», получают путем наклеивания на гладкую поверхность ВР полимерной подложки, придающей гибридной пленке необходимую механическую устойчивость. В такую ​​систему могут быть внесены дальнейшие изменения. Действительно, используя функциональные группы, присутствующие или введенные в кристаллическую структуру МУНТ и/или на полимер, можно будет имплантировать композитный материал на поверхность мышцы/мышечной фасции для получения сцепления. Более того, биологически активные молекулы с антимикробными, антиадгезивными, противовоспалительными или обезболивающими функциями могут быть введены в кристаллическую структуру МУНТ для модуляции воспалительной реакции и включения имплантированного материала в фиброзный рубец.

Целью этого проекта является получение результатов, которые могут направить поиск окончательной реализации протеза для использования в абдоминальной хирургии, применимом к людям.

Наша исследовательская группа предполагает, что настоящая исследовательская программа обладает всеми навыками для достижения всех целей.

Он объединяет исследователей с проверенными знаниями и опытом в различных областях общей хирургии и ортопедической хирургии брюшной стенки, а также опытных ученых в области материаловедения, особенно полимерной природы, а также для биомедицинских целей, органической химии и синтеза биоконъюгатов для разработки системы медленного высвобождения лекарств, характеристика биологических систем с помощью методов ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Хирург в блоке поиска, по сути, много лет занимается как решением вопросов, связанных с хирургическими методиками, так и оценкой воздействия на живой организм обычных протезных материалов, так и инновационных, в предлагаемом проекте , в том числе посредством тестирования in vivo, проводимого по специально подготовленному и утвержденному Минздравом протоколу.

Протокол составлен с учетом экологической политики и этических принципов проведения экспериментов на животных моделях в соответствии с директивами Европейского союза (86/609/ЕЭС-Европейское экономическое сообщество) и Законом Италии № 116/. 92.

Будут проведены систематические эксперименты на 30 новозеландских кроликах-самках (R1-R30) массой около 3000 г (Harlan Laboratories). Исследования «in vivo» будут касаться биосовместимости и адгезии БП в абдоминальном рубце и при выполнении вмешательств послеоперационной грыжи и пластики паховой грыжи.

Биосовместимость BP будет исследована с помощью биохимических анализов крови. Образцы крови объемом 3 мл цельной крови будут подаваться каждому животному после индукции общей анестезии, из ушной вены, перед операцией с протезным имплантатом и перед эвтаназией, как указано в графике времени.

Методика и техника эксперимента:

Эти эксперименты являются предварительными для использования на людях и будут проводиться под общей анестезией с эндотрахеальной интубацией, затем удалением волос, дезинфекцией и подготовкой операционного поля. Выполняют срединный разрез длиной около 10 см от пупка до лобка, отслаивая кожу и подкожные слои, затем разрезают плоскость фасции и мышцы глубоко для входа в брюшной мешок. Выполнение забора крови совпало с определением массы тела и выполнением УЗИ органов брюшной полости для исследования места имплантации в поисках признаков сепсиса и послеоперационной грыжи.

Мы будем имплантировать этот вид новых материалов людям, но перед этим мы попытаемся изучить переносимость и токсичность на животной модели, нарисованной таким образом: десять кроликов (здесь и далее обозначаемые как BPR1-BPR10) (кролик Buckypaper Rabbit от 1 до 10) получат Образцы BP (Buckypaper) размером 2x2 см2 и десять кроликов получат образцы PR (полипропилен) (PRR11-PRR20) размером 2x2 см2 в карман, созданный между мышечной фасцией и крупными мышцами брюшной стенки. У пяти кроликов (BPR21-BPR25) хирургический разрез проводят по белой линии живота и проводят глубоко, для входа в брюшную полость. Контрольная группа (R26-R30) не подвергается хирургическому вмешательству.

Образец BP размером 2x2 см2 затем вводят шероховатой стороной к поверхности париетальной брюшины, а гладкой и блестящей поверхностью — к висцеральной брюшине (BPR21-BPR25). Пять кроликов (R26-R30) не будут оперировать, но будут использовать в качестве контрольной группы. За животными будут наблюдать и контролировать ежедневно в течение всего периода исследования, чтобы постоянно оценивать их состояние здоровья и массу тела. На 35-й день будет взят образец крови для исследования. Наконец, животные будут умерщвлены под общим наркозом.

Случаи BPR1-BPR10 (группа A) будут сравниваться с PRR11-PRR20 (контрольная группа B), сравнивая эффекты имплантатов BP и того же размера в Parietene, уже используемых в реконструктивной хирургии здорового человека. После вмешательства, которое продлится около 60 минут с момента индукции, животное медленно разбудят, а затем вернут в помещение для содержания.

Во время умерщвления будут подготовлены анатомические образцы всех внутренних органов и места имплантации для гистологического исследования. Будут подготовлены гистопатологические образцы для микроскопического исследования. Части BP, имплантированные в BPR 1-BPR 10, будут вырезаны со всеми окружающими фасциями, кожными и мышечными тканями. Те же процедуры будут выполнены также в группе PRR 11-PRR 20 и группе BPR 21-BPR 25. Образцы будут зафиксированы в 10% забуференном формалине, вырезаны и окрашены гематоксилином и эозином (H&E) для гистологического исследования.

Послеоперационная боль, как и у человека, будет легкой, и ее будут лечить анальгетиками в соответствии с методиками, стандартизированными для людей. По нашему опыту, животных как в экспериментальной, так и в контрольной группе подвергают протезированию, лечат антибиотиками и болеутоляющими препаратами в профилактических целях сразу после операции и за ними внимательно наблюдают.

Даже в животной модели стерильность всей хирургической процедуры предотвращает воспаление, отек, сепсис и абсцессы и обеспечивает низкий уровень послеоперационной боли. В ближайшие дни после операции ожидается умеренный аппетит оперированных животных и легкие клинические симптомы, связанные с послеоперационным периодом.

За всеми обработанными животными будут наблюдать ежедневно, чтобы тщательно контролировать количество потребляемой пищи и, следовательно, возможную потерю аппетита. Будут искать признаки возможных воспалительных и дегенеративных процессов, затрагивающих кожу брюшной стенки, симптомы инфицирования или отторжения протеза. Если потеря веса будет чрезмерной (например, более 10% от нормального веса животного той же расы, того же возраста и по сравнению с контрольной группой) или у животного будут проявляться клинические симптомы страдания, превышающие нормальный послеоперационный период , будут подвергнуты общей анестезии, а затем удалены.

Анальгетическая и антибактериальная терапия, проводимая в послеоперационном периоде, будет следующей:

Антибиотик: энрофлоксацин 2,5 мг/кг/сут в/м в течение 5-7 дней; и противовоспалительный анальгетик: кетопрофен, финдол 10%, 0,3 мл/10 кг/день в/м. на 3-5 дней. При необходимости будет дан также трамадол, 2-4 мг/кг/день в первые 2/3 дня после вмешательства. Операционная рана будет проверяться ежедневно.

Клинико-химические параметры, исследованные в образцах крови объемом 3 мл, будут следующими: АМК (азот мочевины крови), глюкоза в крови, креатинин, натрий, калий, кальций, магний, альбумин, общая протеинемия и уровень белка в крови, SGOT (сывороточная глутаминовая щавелевоуксусная трансаминаза). ), SGPT (сывороточная глутаминовая пируваттрансаминаза), GGT (гамма-глутамилтрансфераза), ALP (щелочная фосфатаза) и фракционированный билирубин, PT (протромбиновое время), APTT / PTT (активированное частичное тромбопластиновое время), фибриноген, CBC (общий анализ крови) формула , субпопуляции лимфоцитов, С-реактивный белок, скорость оседания эритроцитов.

Будет проведено ультразвуковое исследование для морфологической оценки приживления протеза, образования серомы, кровоподтеков, абсцессов. Эта процедура будет выполняться под седацией, после чего будет проведена проверка массы тела и взятие образца крови. Та же самая процедура повторяется дважды при вмешательстве и через 35 дней при умерщвлении.