제한적이고 불규칙한 조직 결함을 연결하기 위한 접착성 크리오겔 입자

May 15, 2023

군사 의학 연구 10권, 기사 번호: 15(2023) 이 기사 인용

1287 액세스

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

손상된 조직의 재건에는 표면 지혈과 조직 연결이 모두 필요합니다. 신체적 외상이나 외과적 치료로 인해 손상된 조직은 임의의 표면 지형을 가지므로 조직 연결이 어려울 수 있습니다.

본 연구에서는 키토산, 아크릴산, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC) 및 N-히드록시숙신이미드(NHS)로 만든 접착성 크리오겔 입자(ACP) 형태의 조직 접착제를 제안합니다. 돼지의 심장, 내장, 간, 근육, 위를 포함한 조직 집합체에 대한 180도 박리 테스트를 통해 접착 성능을 조사했습니다. ACP의 세포독성은 인간 정상 간 세포(LO2)와 인간 장 상피 세포(Caco-2)의 세포 증식을 통해 평가되었습니다. 등쪽 피하 쥐 모델에서 염증 정도와 생분해성을 조사했습니다. 불규칙한 조직 결함을 연결하는 ACP의 능력은 돼지 심장, 간 및 신장을 생체 외 모델로 사용하여 평가되었습니다. 또한, 쥐의 간 파열 복구 모델과 토끼의 장 문합 모델을 확립하여 임상 수술에서의 효과, 생체 적합성 및 적용 가능성을 검증했습니다.

ACP는 실질 기관의 깊은 헤링본 홈 및 해면 기관의 환형 섹션과 같은 제한적이고 불규칙한 조직 결함에 적용 가능합니다. ACP는 조직 사이에 강한 접착을 형성했습니다[심장의 경우 (670.9 ± 50.1) J/m2, 장의 경우 (607.6 ± 30.0) J/m2, 간의 경우 (473.7 ± 37.0) J/m2, 간의 경우 (186.1 ± 13.3) J/m ) 근육의 경우 m2, 위장의 경우 (579.3 ± 32.3) J/m2]. ACP는 시험관 내 연구에서 상당한 세포 적합성을 나타냈으며, 3일 동안 높은 수준의 세포 생존력을 나타냈습니다[LO2의 경우(98.8 ± 1.2)%, Caco-2의 경우 (98.3 ± 1.6)%]. 이는 파열된 쥐 간에서 유사한 염증 복구를 가지고 있으며(봉합 폐쇄와 비교하여 P = 0.58), 토끼의 장 문합과 동일합니다(봉합 문합과 비교하여 P = 0.40). 또한 ACP 기반 장 문합(30초 미만)은 기존 봉합 과정(10분 이상)보다 현저히 빨랐습니다. 수술 후 ACP가 저하되면 조직은 접착 경계면을 통해 치유됩니다.

ACP는 불규칙한 조직 결함을 신속하게 연결하는 기능을 갖추고 임상 수술 및 전장 구조용 접착제로 유망합니다.

치료 실습에서 외과의사는 일반적으로 손상된 조직을 재구성하기 위해 전통적인 봉합을 수행하며, 손상된 조직은 제한적이고 불규칙한 결함이 있는 조각으로 자동 파괴됩니다. 예를 들어, 폭력적인 외상으로 인해 팔다리와 장기가 골절되어 깊고 좁은 홈이 있는 상처가 생길 수 있습니다[1,2,3,4]. 수술 중 혈관과 장관이 절단되어 환상 단면이 불규칙해질 수 있습니다[5,6,7,8]. 조직의 재건에는 표면 지혈과 별도의 조직 연결이 필요합니다. 그러나 표면이 불규칙하고 제한된 조직을 연결하는 것은 어렵습니다. 봉합은 조직을 연결하는 데 가장 널리 사용되는 방법이지만 불규칙한 모양의 조직에서는 이 절차에 극도로 시간이 많이 걸릴 수 있고[9] 경계면이나 핀홀을 통한 누출 비율이 높습니다[10, 11].

접착제는 조직을 연결하는 유망한 방법입니다[12]. 시아노아크릴레이트, 피브린, 폴리에틸렌 글리콜 접착제, 나노입자, 생체 영감 접착제 및 하이드로겔을 포함한 여러 조직 접착제가 활용되었습니다. 그러나 생체 적합성 부족(예: 시아노아크릴레이트[13,14,15]) 및 조직에 대한 약한 접착(예: 피브린[16,17,18], 폴리에틸렌 글리콜[19,20], 나노 입자)과 같은 몇 가지 단점이 강조되었습니다. [21] 및 생체모방 접착제 [22]). 대조적으로, 접착성 하이드로겔은 우수한 생체적합성을 가지며, 조직에 대한 강력한 접착력, 제어된 약물 방출 및 상처 관리 능력을 나타냅니다[23,24,25,26]. 그러나 조립식 하이드로겔은 제한적이고 불규칙한 조직 결함에 대한 적용 가능성이 제한되어 있습니다[27, 28]. 하이드로겔 테이프는 매우 강력하고 내결함성 접착력으로 조직 표면에 접착할 수 있지만[29], 테이프가 결함 외부에 적용되기 때문에 내부 모세관 누출을 방지할 수 없습니다. 임의의 조직 결함에 직접 적용되는 하이드로겔 전구체의 경우 결과적인 하이드로겔은 항상 약하고 겔화 과정에는 외부 자극(예: 자외선 노출[30], 가열[31, 32] 및 pH 변화[27])이 필요할 수 있습니다. ), 이는 조직-조직 경계면에는 적용되지 않습니다. 페이스트 및 건식 입자 기반 조직 접착제는 제한적이고 불규칙한 조직 결함에 적용하는 데 이점이 있지만[33,34,35,36,37,38], 하이드로겔과 함께 분해되지 않는 물질은 물질 교환의 장애물로 조직에 남아 있을 수 있습니다. 그리고 인터페이스를 통한 조직 치유. 최근 보고에 따르면 코아세르베이트는 불규칙한 표적 부위에 들어갈 수 있는 것으로 나타났으나[39], 하이드로겔로 변환하는 데 오랜 시간(약 10분)이 걸렸고 생분해성이 부족하여 조직-조직 표면 사이에 적용하는 데 제한이 있었습니다. 일반적으로 이상적인 조직 접착제는 세 가지 요구 사항을 충족해야 합니다. 1) 접착제는 제한적이고 불규칙한 조직 결함의 경계면에 접착할 수 있어야 합니다[6, 7]. 2) 계면 접착력은 빠르게 형성되어야 하며 부과된 기계적 하중을 견딜 수 있을 만큼 강해야 합니다[40]. 3) 보존된 접착제는 조직의 물질 교환과 치유를 방해하지 않도록 생체 적합성과 생분해성을 가져야 합니다[12].