Blutkompatibler und adhäsionsstarker Gewebekleber

Zusammenfassung

Hintergrund

Bisher gibt es kaum kommerziell erhältliche Gewebekleber, die eine gute Biokompatibilität sowie eine starke Adhäsionskraft in Gegenwart von Blut und in einer dynamischen Umgebung aufweisen. Solch ein Gewebekleber könnte aber kardiochirurgische Interventionen erheblich vereinfachen.

Ziel der Arbeit

Es wurde ein bioinspirierter elastischer und hydrophober Gewebekleber („hydrophobic light-activated adhesive“, HLAA) für intra- und extrakardiale Applikationen entwickelt.

Material und Methoden/Ergebnisse

HLAA wird durch ultraviolettes (UV-)Licht innerhalb von 5 s aktiviert. Vor seiner Aktivierung ist HLAA viskös; nach seiner Aktivierung härtet er aus. Darüber hinaus besitzt HLAA elastische Eigenschaften, die sich durch eine gute Compliance positiv auf den Verschluss kardiovaskulärer Defekte auswirken. In Kombination mit einem elastischen Patch weist HLAA eine zufriedenstellende Bindungskraft und eine gute Biokompatibilität auf. Transmurale linksventrikuläre (LV-)Defekte konnten durch HLAA-beschichtete Patches in einem In-vivo-Rattenmodell verschlossen werden. Außerdem konnten 2 mm große Inzisionen an einer porcinen Karotisarterie nur mit HLAA und ohne zusätzlichen Patch verschlossen werden. Blutungskomplikationen traten in beiden Fällen nicht auf. Somit kann HLAA in Kombination mit und ohne Patch eine hämostatische Versiegelung herstellen. Zusätzlich konnten HLAA-beschichtete Patches über eine Inzision in den LV eingebracht und am ventrikulären Septum des schlagenden Herzens befestigt werden. Die Patches konnten extremen hämodynamischen Bedingungen standhalten und waren nach 24 h bereits von einer Fibrinkapsel umgeben.

Schlussfolgerungen

HLAA ist ein elastischer, lichtaktivierbarer und biokompatibler Gewebekleber, der durch seine vielversprechenden Eigenschaften breite Anwendung im Bereich kardiovaskulärer Eingriffe finden könnte.

Abstract

Background

Currently, there are no clinically approved surgical adhesives that are non-toxic, bind strongly to tissue and work well within wet and highly dynamic environments within the body. However, such tissue adhesives could significantly facilitate cardiovascular procedures.

Objective

This article describes the development of a bioinspired elastic and biocompatible hydrophobic light-activated adhesive (HLAA) for intracardiac and extracardiac applications.

Material and methods/results

The HLAA is activated by UV light within 5 s. Initially, HLAA is viscous but on curing with UV light, a flexible thin film forms. In addition, HLAA has elastic properties which can be beneficial for closure of cardiovascular defects due to its compliance. In combination with an elastic UV transparent patch, the HLAA exhibits an excellent adhesion strength and a good biocompatibility. Transmural left ventricular defects could be closed with HLAA-coated patches in an in vivo rat model. In addition, a 2 mm long incision in a porcine carotid artery could be closed with HLAA only. There was no postoperative bleeding in both instances. Furthermore, HLAA-coated patches could be delivered into the left ventricle of the beating heart and attached to the ventricular septum in an in vivo pig model. The patches could resist extreme dynamic conditions and were covered by a thin fibrin capsule 24 h after implantation.

Conclusion

The HLAA is an elastic and biocompatible tissue adhesive activated by UV light, which could be used for many cardiovascular and surgical applications due to its favorable characteristics.