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Jul 25, 2023

限られた不規則な組織欠損を架橋するための粘着性クライオゲル粒子

Military Medical Research volume 10、記事番号: 15 (2023) この記事を引用 2044 アクセス 1 Altmetric Metrics の詳細 損傷した組織の再建には、表面止血と組織の両方が必要です

軍事医学研究第 10 巻、記事番号: 15 (2023) この記事を引用

2044 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

損傷した組織の再建には、表面止血と組織架橋の両方が必要です。 物理的外傷または外科的治療によって損傷を受けた組織は、任意の表面トポグラフィーを持つ可能性があり、組織の架橋が困難になります。

この研究では、キトサン、アクリル酸、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド (EDC) および N-ヒドロキシスクシンイミド (NHS) から作られた粘着性クリオゲル粒子 (ACP) の形態の組織接着剤を提案しています。 ブタの心臓、腸、肝臓、筋肉、胃などの組織を集め、180度剥離試験により接着性能を調べました。 ACP の細胞毒性は、ヒト正常肝細胞 (LO2) およびヒト腸上皮細胞 (Caco-2) の細胞増殖によって評価されました。 炎症の程度と生分解性をラット背部皮下モデルで調べた。 不規則な組織欠損を架橋する ACP の能力は、ブタの心臓、肝臓、腎臓を ex vivo モデルとして使用して評価されました。 さらに、ラットの肝臓破裂およびウサギの腸吻合を修復するモデルを確立し、有効性、生体適合性、および臨床手術での適用可能性を検証しました。

ACP は、実質臓器の深いヘリンボーン溝や海綿体臓器の環状部分など、限られた不規則な組織欠損に適用できます。 ACP は組織間に強固な接着を形成しました [心臓では (670.9 ± 50.1) J/m2、腸では (607.6 ± 30.0) J/m2、肝臓では (473.7 ± 37.0) J/m2、(186.1 ± 13.3) J/筋肉の場合は m2、胃の場合は (579.3 ± 32.3) J/m2]。 ACP は、in vitro 研究でかなりの細胞適合性を示し、3 日間の高レベルの細胞生存率 [LO2 については (98.8 ± 1.2) %、Caco-2 については (98.3 ± 1.6) %] でした。 これは、破裂したラットの肝臓における炎症修復に匹敵し（縫合糸の閉鎖と比較して P = 0.58）、ウサギの腸吻合と同様の炎症修復を示します（縫合糸の吻合と比較して P = 0.40）。 さらに、ACP に基づく腸吻合術 (30 秒未満) は、従来の縫合プロセス (10 分以上) よりも著しく高速でした。 手術後に ACP が分解すると、組織は癒着界面を越えて治癒します。

ACP は、不規則な組織欠損を迅速に埋める能力を備え、臨床手術や戦場での救助用の接着剤として有望です。

治療の実践では、外科医は通常、従来の縫合を行って損傷した組織を再構築しますが、損傷した組織は自動的に破壊され、限定的で不規則な欠損をもつ断片になります。 たとえば、暴力的な外傷によって手足や臓器が骨折し、深くて狭い溝のある傷ができることがあります[1、2、3、4]。 血管や腸管は手術中に切断され、不規則な環状断面が生じる可能性があります[5、6、7、8]。 組織の再構築には、表面の止血と別々の組織の橋渡しが必要です。 しかし、不規則な表面を持つ限られた組織を架橋するのは困難です。 縫合は組織を架橋するための最も一般的な方法ですが、この手順は不規則な形状の組織では非常に時間がかかる可能性があり[9]、界面またはピンホールからの漏出率が高くなります[10、11]。

接着剤は組織を架橋する有望な方法です [12]。 シアノアクリレート、フィブリン、ポリエチレングリコール接着剤、ナノ粒子、生物由来の接着剤、ヒドロゲルなどのいくつかの組織接着剤が使用されています。 しかし、生体適合性の欠如 (例、シアノアクリレート [13、14、15]) や組織への接着力の弱さ (例、フィブリン [16、17、18]、ポリエチレングリコール [19、20]、ナノ粒子) など、いくつかの欠点が強調されています。 [21]、および生物由来の接着剤 [22])。 対照的に、接着性ヒドロゲルは優れた生体適合性を有し、組織への強力な接着、薬物放出の制御、および創傷管理能力を示します[23、24、25、26]。 しかし、プレハブヒドロゲルは、限定された不規則な組織欠損に対する適用性が限られています[27、28]。 ヒドロゲルテープは超強力かつ耐障害性の接着力で組織の表面に接着できますが[29]、テープは欠損の外側に貼付されるため、内部の毛細管漏出を防ぐことはできません。 任意の組織欠損に直接適用されたヒドロゲル前駆体の場合、結果として得られるヒドロゲルは常に弱く、ゲル化プロセスには外部刺激 (例: 紫外線曝露 [30]、加熱 [31、32]、pH 変化 [27]) が必要になる場合があります。 ）、組織と組織の境界面には適用されません。 ペーストおよび乾燥粒子ベースの組織接着剤は、限られた不規則な組織欠損に適用するのに利点がある[33,34,35,36,37,38]が、非分解性薬剤とそれらのヒドロゲルは、物質交換の障害物として組織内に保持されるであろう。そして界面を介した組織の治癒。 最近の報告では、コアセルベートが不規則な標的部位に適合できることが示されました[39]が、ヒドロゲルに変換するには長い時間（約10分）がかかり、生分解性がないため、組織-組織表面間の適用は制限されています。 一般に、理想的な組織接着剤は次の 3 つの要件を満たす必要があります。1) 接着剤は、限られた不規則な組織欠損の界面に接着できなければなりません [6、7]。 2) 界面接着は急速に形成され、加えられた機械的負荷に耐えるのに十分な強度を持たなければなりません [40]。 3) 保存される接着剤は、材料交換や組織の治癒を妨げないように、生体適合性および生分解性である必要があります [12]。