“BP 作为手术和实体癌及造血系统肿瘤治疗的新设备。BP 植入的效果” (DM159)

Buckypaper (BP) 是一种创新材料，已引起许多研究小组的注意，这些研究小组致力于研究其在人体实验前期的各种技术领域中的可能应用。 事实上，初步在动物模型上进行的实验将适用于人类，如果在毒性和耐久性方面的结果令人满意的话。

有趣的材料特性，如良好的机械强度、导电性、低密度、孔隙率适应性，与制造 BP 的碳纳米管 (CNT) 的固有特性密切相关。 CNT 的高表面显影，除了促进它们的聚集外，还允许制备排除直径大于 50 nm 的胶体颗粒通过的微米和纳米多孔膜。 微孔结构还赋予 BP 高吸收液体（例如水）的能力，为此，毛细管作用会快速渗透到网状材料中。 这可能是对我们在体内植入材料的影响研究中观察到的 BP 对生物组织快速有效粘附的一种可能解释。 BP 的生物粘附已在离体实验机械剥离（工作台手术）中记录，该实验预先使用豚鼠、大鼠、兔子的腹肌筋膜作为底物进行。 结果表明，从有机支撑中张贴 BP 所需的力远大于由聚合物网络制成的传统假体所需的力，通常用于疝气手术，用胶水和目前市场上销售的生物假体材料生物粘附合成物固定。 基于这些评估和基于 BP 在假肢手术领域的使用所提供的潜力，根据材料的内在特性推断，本项目有望进一步研究开发新一代假肢材料以供使用基于手术的 BP，外科医生可轻松植入，无需缝线、图表和/或生物胶。 原因是：

1. 缝线：它们可以收紧打结的血管（缺血萎缩）或神经（慢性疼痛）；
2. 图表：盲目放置并可能导致出血或疼痛；
3. 生物胶：来自捐献者的血浆，因此可能传播未知的疾病。

目前尚不清楚 BP 是否具有适当的机械性能来承受腹壁上发生的应力，并且在任何情况下都记录了对活组织和解剖学准备的良好生物粘附，但前提是潮湿。

为此，决定制备复合材料 BP/聚丙烯。 这种被定义为“耦合”的材料将通过粘附在 BP 的光滑表面上获得，BP 是一种聚合物支撑，赋予混合膜正确的机械阻力。 这样的系统可能会发生进一步的变化。 事实上，利用存在或引入多壁碳纳米管和/或聚合物晶体结构中的官能团，可以将复合材料植入肌肉/肌肉筋膜表面，以获得抓握力。 此外，可以将具有抗菌、抗粘连、抗炎或镇痛功能的生物活性分子引入多壁碳纳米管的晶体结构中，以调节炎症反应和植入材料在纤维疤痕中的结合。

该项目的目标是获得可指导最终实现适用于人体的腹部手术假体装置的研究结果。

我们的研究小组建议目前的研究计划具备实现所有目标的所有技能。

它汇集了在普通外科和腹壁假体外科各个领域具有成熟专业知识和经验的研究人员，以及经验丰富的材料科学科学家，尤其是聚合物性质的科学家，也用于生物医学用途、有机化学和生物偶联物的合成，以开发药物缓释系统，通过核磁共振 (NMR) 技术表征生物系统。 事实上，在拟议的项目中，搜索单位的外科医生多年来一直致力于解决与手术技术相关的问题，既评估传统修复材料对生物体的影响，也评估创新材料，包括通过体内测试，根据卫生部专门准备和批准的协议进行。

该协议是根据欧盟 (86/609/EEC-欧洲经济共同体) 和意大利法律 n° 116/ 的指导方针，在环境政策和动物模型实验伦理原则方面制定的92.

将在 30 只新西兰雌性兔子 (R1-R30) 中进行系统实验，体重约 3000 克（Harlan Laboratories）。 “体内”研究将涉及BP在腹部瘢痕中的生物相容性和粘附性，以及在实施切口疝和腹股沟疝整形手术中的应用。

BP 的生物相容性将通过血液化学测试进行研究。 3 ml 全血的血样将在全身麻醉诱导后从耳静脉流向每只动物，在使用假体植入手术之前，以及在如时间表所示的安乐死之前。

实验方法和技术：

这些实验是人类使用的初步实验，将在气管插管全身麻醉下进行，然后进行脱毛、消毒和准备手术区域。 在肚脐-耻骨处做约10cm的正中切口，将皮肤和皮下层张开，切开筋膜平面，深入肌肉进入腹膜囊。 采血的执行与体重的检测和腹部超声的执行一致，用于研究植入部位以寻找败血症和切口疝的迹象。

我们将把这种新材料植入人体，但在此之前，我们将尝试研究这样绘制的动物模型的耐受性和毒性：十只兔子（以下定义为 BPR1-BPR10）（Buckypaper Rabbit subject 1 to 10）将接受2x2cm2 的 BP（Buckypaper）样本和 10 只兔子将在肌肉筋膜和腹壁大肌肉之间形成的口袋中收到 2x2cm2 的 PR（聚丙烯）样本（PRR11-PRR20）。 在五只兔子（BPR21-BPR25）中，手术切口将在腹部白线上进行并深入进行，以进入腹腔。 对照组 (R26-R30) 将不接受手术。

然后插入一个 2x2cm2 的 BP 样本，粗糙的一面面向壁层腹膜表面，光滑明亮的表面面向内脏腹膜 (BPR21-BPR25)。 五只兔子（R26-R30）不做手术，作为对照组。 在整个研究期间，将每天监测和控制动物，以持续评估它们的健康状况和体重。 在第 35 天将采集血样进行检查。 最后，将在全身麻醉下处死动物。

病例 BPR1-BPR10（A 组）将与 PRR11-PRR20（对照组 B）进行比较，比较 BP 植入物和相同尺寸的 Parietene 植入物的效果，这些植入物已用于健康男性的重建手术。 干预后，从诱导时间开始持续约 60 分钟，动物将被慢慢唤醒，然后被带回房间。

在牺牲时将准备所有内脏和植入部位的解剖样本，以进行组织学研究。 将准备用于显微镜检查的组织病理学样本。 植入 BPR 1-BPR 10 的 BP 部分将与所有周围的筋膜、皮肤和肌肉组织一起切除。 同样的程序也将在 PRR 11-PRR 20 组和 BPR 21-BPR 25 组中执行。 将样品固定在 10% 缓冲福尔马林中，切割并用苏木精和伊红 (H&E) 染色用于组织学观察。

与人类一样，术后疼痛将是轻微的，并且将根据人类标准化技术用止痛药治疗。 根据我们的经验，接受假体手术的动物，无论是实验组还是对照组，都将在术后立即接受预防性抗生素和止痛药治疗，并将受到密切关注。

即使在动物模型中，所有手术过程的无菌性也可以防止炎症、水肿、败血症和脓肿，并确保术后疼痛程度较低。 手术后的几天，预计手术动物的食欲适中，并出现与术后相关的轻微临床症状。

将每天观察所有经处理的动物以仔细控制将被消耗的食物量，从而控制潜在的食欲不振。 将寻找影响腹壁皮肤的可能炎症和退化过程的证据、感染症状或假体排斥反应。 如果体重减轻过多（例如，与对照组相比，同一种族、同一年龄的动物超过正常体重的 10%），或者动物将表现出比正常术后痛苦更多的临床症状，将进行全身麻醉，然后删除。

术后镇痛和抗生素治疗如下：

抗生素：恩诺沙星 2.5 mg /kg /天，肌注 5-7 天；和消炎镇痛药：酮洛芬、芬多尔10%、0.3 ml/10kg/die i.m.持续 3-5 天。 如有必要，还将在干预后的前 2 /3 天内给予曲马多，2-4 毫克/千克/天。 每天检查手术伤口。

从 3 毫升血液样本中检查的临床化学参数将是：BUN（血液尿素氮）、血糖、肌酐、钠、钾、钙、镁、白蛋白、总蛋白血症和血液蛋白水平、SGOT（血清谷氨酸草酰乙酸转氨酶), SGPT(Serum Glutamic PyruvateTransaminase), GGT(γ-glutamyl transferase), ALP(alkaline phosphatase) and fractionated bilirubin, PT(Prothrombin Time), APTT/PTT(Activated partial thromboplastin time), Fibrinogen, CBC(Complete Blood Count)公式、淋巴细胞亚群、C反应蛋白、红细胞沉降率。

将进行超声检查以从形态学上评估假体的结合、血清肿、瘀伤、脓肿的形成。 该程序将在镇静下进行，然后进行体重检查和采集血样。 同样的程序将在干预时和 35 天后处死时重复两次。