Biocompatibilité de la nouvelle albumine

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 12749 (2022) Citer cet article

649 accès

Détails des métriques

De nombreuses procédures médicales pourraient bénéficier de l'utilisation de scellants tissulaires qui permettent de réduire le temps de chirurgie, de limiter la perte de sang, de faciliter la manipulation des tissus et de réduire les complications postopératoires. La sécurité et la biocompatibilité des scellants chirurgicaux sont d'une importance primordiale, par conséquent, le but de cette étude est d'étudier la biocompatibilité de l'adhésif chirurgical NE'X Glue. La caractérisation chimique (COV et éléments), la cytotoxicité (élution MEM), la génotoxicité (AMES et MLA), la contamination par endotoxines, le potentiel de sensibilisation, la réactivité intracutanée, la toxicité systémique aiguë et subchronique avec implantation ainsi que la pyrogénicité ont été évaluées pour étudier la biocompatibilité du NE 'X Glue Adhésif chirurgical. Les études ont été menées selon les normes ISO 10993. Les exigences de biocompatibilité conformément à la norme ISO 10993-1 pour NE'X Glue ont été respectées. Des études in vitro ont montré que l'adhésif chirurgical NE'X Glue est non cytotoxique et non mutagène. De plus, des études in vivo ont démontré que NE'X Glue ne présente aucun signe de toxicité, n'a aucun potentiel pyrogène et n'est ni sensibilisant ni irritant. La caractérisation chimique a montré qu'aucun composé n'a été identifié au-dessus du seuil d'évaluation analytique (AET) et qu'aucun élément avec des concentrations supérieures à la PDE spécifique à l'élément (µg/jour) n'a été détecté. L'adhésif chirurgical NE'X Glue est un nouveau mastic chirurgical polyvalent et prometteur avec un large éventail d'applications potentielles et une très bonne biocompatibilité.

Chaque année, d'innombrables procédures médicales sont effectuées pour permettre la fermeture des plaies, arrêter les saignements et prévenir les fuites. Les méthodes conventionnelles d'obtention de l'hémostase comprennent l'utilisation d'agrafes, de sutures, de clips et d'électrocoagulation. Même si ces méthodes fonctionnent bien pour la plupart des procédures, dans des applications plus difficiles, elles ne fonctionnent pas aussi bien1. Les sutures sont les plus couramment utilisées, mais elles se caractérisent également par de nombreux inconvénients. Leur placement peut être difficile et prendre du temps, induit des dommages et la réaction immunologique du tissu augmente le risque d'infection microbienne. Par conséquent, de nombreuses procédures médicales pourraient bénéficier de l'utilisation de scellants tissulaires qui permettent de réduire le temps de chirurgie, de limiter la perte de sang, de faciliter la manipulation des tissus et de réduire les complications postopératoires. De plus, l'utilisation d'adhésifs réduit ou élimine la contrainte de charge localisée entre les surfaces fracturées2,3. Les adhésifs chirurgicaux sont en train de devenir une référence dans la pratique clinique en complément des méthodes standard d'hémostase pour prévenir les fuites d'air et de liquide pendant les interventions chirurgicales. Les propriétés physiques et la force d'adhérence du scellant pour sceller la zone de la plaie sans limiter la fonction et le mouvement des tissus sont des facteurs clés de leur mise en œuvre réussie dans la pratique clinique. De manière optimale, les scellants chirurgicaux doivent être biodégradables sans provoquer de réponse inflammatoire, bien polymériser dans un environnement humide, posséder une force d'adhérence satisfaisante et répondre aux exigences de biocompatibilité avec une toxicité tissulaire nulle ou minimale4,5,6.

Selon la définition de la norme ISO 10993-1, la biocompatibilité est la capacité d'un dispositif médical ou d'un matériau à fonctionner avec une réponse appropriée de l'hôte dans une application spécifique7. Le but ultime des tests de biocompatibilité est de réduire les risques associés aux dispositifs médicaux dans les limites fixées par la législation pertinente, mais les résultats des tests de biocompatibilité d'un produit peuvent se situer à l'une ou l'autre extrémité du spectre autorisé. Le degré de biocompatibilité est en corrélation avec le risque d'utilisation clinique du dispositif médical, donc en d'autres termes, le risque d'apparition d'effets indésirables est inversement proportionnel aux résultats des tests de biocompatibilité. L'utilisation de dispositifs médicaux non biocompatibles peut avoir de graves conséquences sur la santé, notamment une toxicité systémique et la mort. C'est particulièrement important dans le cas des dispositifs médicaux de classe III, qui sont associés à un risque élevé. La sécurité et la biocompatibilité des scellants chirurgicaux sont d'une importance primordiale, c'est pourquoi dans la présente étude, la biocompatibilité de l'adhésif chirurgical NE'X Glue selon la norme ISO 10993 a été étudiée.

NE'X Glue est un adhésif chirurgical à deux composants composé d'une solution d'albumine purifiée et d'une solution d'aldéhyde, qui est stérilisée par irradiation gamma (Fig. 1). Les solutions sont distribuées par un système de distribution contrôlée et des embouts applicateurs qui sont stérilisés via EO. La seringue à double chambre et les embouts applicateurs sont conçus pour fournir un mélange précis et reproductible des composants pendant l'application. Cet adhésif chirurgical commence à polymériser environ 20 s et devient entièrement polymérisé dans les 2 min suivant l'application. Lors de l'application de NE'X Glue, la solution d'aldéhyde et la solution d'albumine commencent à se mélanger dans l'embout applicateur. Au contact des tissus au site d'application, la solution d'aldéhyde se réticule avec la solution d'albumine et les protéines tissulaires créant un joint. La liaison entre l'aldéhyde, l'albumine et les protéines tissulaires est connue sous le nom de liaison covalente. Au cours du processus de polymérisation, les chaînes latérales de lysine des protéines sont réticulées (liées de manière covalente) avec l'aldéhyde.

Photo de la colle NE'X.

Les méthodes utilisées dans cette étude ont déjà été largement décrites dans notre publication précédente8. Par conséquent, seule une brève description est fournie dans les sections Matériel et Méthodes dans la mesure du possible. Des informations détaillées sont présentes dans "Matériel supplémentaire". Les lignées cellulaires ont été achetées auprès de l'ATCC, les réactifs pour la culture cellulaire ont été achetés auprès de Thermo Fisher Scientific, Pologne, et tous les composés chimiques ont été achetés auprès de Sigma, Pologne, sauf indication contraire.

Toutes les études ont été menées conformément aux directives de la Déclaration d'Helsinki, approuvées par le Comité d'éthique local I à Varsovie, et menées sous les codes de protocole 738/2018, 879/2019 et 864/2019. Les protocoles expérimentaux ont été approuvés à la fois par le Comité d'éthique local pour les expérimentations animales à Varsovie et l'Institut biomédical européen.

Tous les résultats ont été présentés sous forme de moyenne ± écart type (ET). La toxicité subaiguë combinée aux résultats d'implantation a été analysée à l'aide du test T hétéroscédastique bilatéral. Le logiciel GraphPad Prism (version 9.3.1 ; GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, USA) a été utilisé pour toutes les évaluations. p < 0,05 était considéré comme statistiquement significatif.

Les conditions d'extraction ont été choisies sur la base de la norme ISO 10993-12 et étudient les normes ISO appropriées9. En bref, les extractions ont été préparées en incubant le matériel d'essai avec un milieu d'extraction approprié à 37 ± 1 °C pendant 72 ± 2 h, sauf indication contraire. 37 degrés ont été choisis car des températures plus élevées peuvent entraîner une dégradation de l'échantillon testé en raison de la teneur élevée en protéines. Le volume d'extraction a été dérivé du Tableau 1 - Surfaces standard et volumes de liquide d'extraction, ISO 10993-12, et déterminé à 0,2 g/mL9. Les extraits n'ont pas été centrifugés, filtrés ou autrement modifiés avant le dosage. L'extrait était clair sans la présence de particules. Les extraits ont été utilisés dans les 24 h suivant la préparation.

Conformément à la norme ISO 10993-18, une analyse semi-quantitative des COV (composés organiques volatils) a été réalisée dans l'extrait aqueux NE'X Glue10. De plus, une analyse quantitative de la concentration des éléments dans l'extrait aqueux de NE'X Glue a été réalisée.

En supposant un facteur d'incertitude de 2, une utilisation de NE'X Glue par patient et un seuil de concert toxicologique de 1,5 µg/jour, l'AET a été calculé à 0,015 µg/mL.

Des données supplémentaires sont disponibles dans les "Matériels supplémentaires".

La cytotoxicité a été évaluée quantitativement à l'aide de la méthode d'élution MEM basée sur les normes ISO 10993-5 et ISO 10993-12 et a été décrite précédemment8,9,11. En bref, NE'X Glue a été extrait dans du MEM à concentration unique pendant 24 ± 1 h à 37 ± 1 °C en utilisant un taux d'extraction de 0,2 g/ml. Après l'extraction, 600 µL d'extraits ont été dosés à des monocouches triples de cellules L929 et incubés en présence de 5 ± 0,1 % de CO2, 95 % d'humidité pendant 24 ± 1 h. Le DMSO a été utilisé comme contrôle positif et l'extrait de HDPE a été utilisé comme contrôle négatif. Ensuite, 100 µl de solution de coloration fraîchement préparée (mélange de solution de bleu Trypan avec du MEM à concentration unique dans un rapport 1: 1) ont été distribués dans chaque puits. Enfin, la cytotoxicité a été évaluée par des observations microscopiques selon le tableau 1 inclus dans la norme ISO 10993-5.

Extraction de NE'X Glue pour des études de génotoxicité.

La quantité d'extractibles a été évaluée par une pré-expérience "Détermination des extractibles" selon la norme ISO 10993-312. Sur la base des résultats, la méthode C - extraction selon la norme ISO 10993-12 a été choisie9. L'extraction a été réalisée à l'aide d'un véhicule d'extraction approprié.

Comme décrit précédemment, sur la base des normes ISO 10993-3, ISO 10993-12, ISO 10993-33 et du test OCDE n° 490, la génotoxicité de NE'X Glue a été évaluée à l'aide du test de lymphome de souris9,12,13,14,15. Des données supplémentaires sont disponibles dans les "Matériels supplémentaires".

La génotoxicité de NE'X Glue a été évaluée à l'aide du test de mutation inverse bactérienne disponible dans le commerce AMES Penta 2 (Xenometrix) conformément aux normes ISO 10993-3, ISO 10993-12, ISO 10993-33 et au test OCDE n° 4719,12,14,16 . Des données supplémentaires sont disponibles dans les "Matériels supplémentaires".

Les endotoxines ont été mesurées à l'aide de Pierce Chromogenic Endotoxin Quant K, qui concerne 85. Bacterial Endotoxin Test, US Pharmacopoeia17. La NE'X Glue a été extraite dans de l'eau pour injection en utilisant un taux d'extraction de 0,2 g/ml. La courbe standard a été préparée selon les instructions du fabricant (R2 = 0,9946). La validation interne de l'expérience a été effectuée en dopant les échantillons avec 0,5 UE/ml d'endotoxine. Les échantillons non dopés et dopés ont été analysés pour déterminer les concentrations respectives d'endotoxines. Pour que le test soit valide, la différence entre les deux valeurs d'endotoxines calculées doit être égale à la concentration connue (0,5 UE/ml) du dopage ± 25 %.

Le potentiel de sensibilisation de la NE'X Glue a été analysé selon la norme ISO 10993-10 à l'aide du test de maximisation du cobaye (GPMT)18. En bref, NE'X Glue a été extrait à l'aide de chlorure de sodium et d'huile de coton. Ensuite, 30 cobayes mâles (Dunkin-Hartley) ont été assignés au hasard aux groupes d'étude (10 animaux chacun) et aux groupes de contrôle de solvant (5 animaux chacun). Avant le début des tests, la fourrure a été enlevée en rasant environ 50 cm2 sur le dos des animaux.

Trois paires d'injections intradermiques de 0,1 ml ont été réalisées dans la région interscapulaire de chaque animal, de chaque côté de la ligne médiane (sites d'injection A, B, C). Les sites des injections ont été marqués avec un marqueur cutané permanent.

6 jours après le début du traitement, du dodécylsulfate de sodium dans de la vaseline a été massé sur la peau au site d'injection B. 24 h plus tard, 7 jours après l'induction intradermique initiale, 0,5 ml de l'extrait d'échantillon de test ou du solvant de contrôle a été appliqué sur chaque animal. Les sites d'application ont été recouverts de pansements pendant 48 h.

Douze jours après la fin de la phase d'induction topique, 0,5 ml d'extraits d'échantillons de test ont été appliqués sur la région costale droite. Des contrôles de solvant appropriés ont été appliqués à la région costale gauche de chaque animal. Les sites d'application ont été recouverts de pansements pendant 24 h.

La méthodologie d'application résumée est présentée dans le tableau 1.

24 ± 2 et 48 ± 2 h après le retrait des patchs, tous les animaux traités et témoins ont été évalués visuellement pour une réaction cutanée. L'intensité de l'érythème et/ou de l'œdème a été évaluée selon l'échelle de Magnusson et Kligman.

Des grades de Magnusson et Kligman de 1 ou plus dans le groupe test indiquent une sensibilisation, en supposant que des grades inférieurs à 1 sont observés chez les animaux témoins. Si des grades de 1 ou plus sont notés chez les animaux témoins, alors les réactions des animaux de test qui dépassent la réaction la plus grave chez les animaux témoins sont présumées être dues à la sensibilisation.

Des données supplémentaires sont disponibles dans les "Matériels supplémentaires".

L'étude a été menée conformément à la norme ISO 10993-1018. L'article d'essai a été extrait en utilisant du chlorure de sodium et de l'huile de graines de coton comme décrit ci-dessus. Le test a été réalisé sur des lapins néo-zélandais. Des données supplémentaires sont disponibles dans les "Matériels supplémentaires".

L'étude a été menée conformément à la norme ISO 10993-1018. Quatre groupes de 5 souris BALB/c ont reçu une injection de 50 ml/kg d'extrait de chlorure de sodium, d'extrait d'huile de graines de coton et des témoins de solvant polaire et non polaire. Des extraits polaires et non polaires et des solvants témoins ont été injectés par voie intrapéritonéale. Les animaux ont subi un examen clinique et ont été pesés 24 ± 2 h, 48 ± 2 h, 72 ± 2 h après l'injection. 72 ± 2 h après l'injection, les animaux ont été euthanasiés.

Basé sur ISO 10993-6 et ISO 10993-11, NE'X Glue a été évalué pour la toxicité subchronique combinée à l'implantation en utilisant BioGlue comme matériau de référence19,20.

Avant le traitement, la fourrure sur le dos de chaque rat (Wistar) a été coupée sur la zone de test, évitant les irritations mécaniques et les traumatismes. Le lieu d'implantation a été désinfecté avec une solution d'iode. La procédure a été réalisée sous anesthésie générale à l'aide d'isoflurane. Si nécessaire, les animaux ont reçu une injection sous-cutanée de butorphanol (2 mg/kg). Pendant la chirurgie, une incision a été faite sur la peau dans une ligne paraspinale pour créer des poches séparées dans le tissu sous-cutané. Les implants ont été placés sur les deux flancs de l'animal à intervalles égaux. 8 implants de l'article testé ou témoin par rat ont été implantés. Sur la base du volume maximal de NE'X Glue conçu pour être utilisé par patient et du poids statistique humain (60 kg), chaque animal a été implanté avec 8 implants de 0,04 ml. Basée sur le poids des animaux, la quantité évaluée du produit testé est supérieure à 10 fois la dose utilisée en milieu clinique. Les plaies ont été fermées à l'aide de fils non résorbables. Chaque animal a reçu une injection sous-cutanée de méloxicam (1 mg/kg) pendant trois jours après l'implantation. Les animaux ont été logés séparément pendant une semaine jusqu'à ce que la plaie guérisse, puis ils ont été regroupés. Les animaux ont été pesés et observés 1, 2, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84, 90 jours après l'implantation.

Après la période d'observation, des échantillons d'urine et de sang ont été prélevés. Des tests de routine tels que l'hématologie et la chimie clinique ont été effectués sur tous les animaux. En bref, les animaux ont été anesthésiés avec de la kétamine / xylazine (100 mg / kg - kétamine, 10 mg / kg - xylazine) et du sang a été prélevé dans des tubes K2-EDTA pour l'hématologie et l'héparine pour la chimie clinique. Le nombre total de WBC, Hb, RBC, PCV, réticulocytes et thrombocytes a été déterminé avec un analyseur hématologique. ALP, ALAT, ASAT, GGT, concentration plasmatique de glucose, protéines totales, albumine, urée, créatinine, cholestérol total, bilirubine totale, phospholipides, triglycérides, Cl−, Ca2+, Na+, K+ et phosphate inorganique ont été déterminés à l'aide d'un analyseur biochimique.

Des données supplémentaires sont disponibles dans les "Matériels supplémentaires".

Un test pyrogène négatif a été effectué sur tous les lapins (Nouvelle-Zélande) utilisés dans l'étude avec 14 jours précédant le test (chaque lapin a eu une période de repos d'au moins 3 jours après un prétest pyrogène négatif).

La température de chaque lapin a été enregistrée toutes les 30 minutes pendant 90 minutes avant l'injection à l'aide d'une sonde rectale thermométrique insérée à pas moins de 7,5 cm mais pas plus de 9 cm. Les lapins qui présentaient une variation de température de deux lectures successives supérieure à 0,2 °C lors de la détermination initiale de la température ou une température supérieure à 39,6 °C ou inférieure à 38,2 °C ont été exclus de l'étude. La température initiale de chaque lapin a été déterminée comme la moyenne de deux températures enregistrées à des intervalles de 30 min avant l'injection. Dans le groupe, la différence entre les trois températures initiales ne dépasse pas 1 °C.

Après extraction, la solution testée a été équilibrée à 38,5 °C et injectée par voie intraveineuse à travers la veine marginale de l'oreille à une dose de 10 ml/kg de poids corporel. La température de chaque lapin a été enregistrée toutes les 30 min pendant 3 h après l'injection. La montée maximale de chaque lapin a été déterminée à la fin du test. Les critères d'acceptation du test de pyrogénicité sont présentés dans les "Matériels complémentaires".

L'étude a été menée conformément aux directives de la Déclaration d'Helsinki et approuvée par le I Comité d'éthique local à Varsovie codes de protocole 738/2018, 879/2019 et 864/2019. Toutes les méthodes de recherche sur les animaux ont été planifiées et rapportées conformément aux directives ARRIVE.

La détermination des conditions d'extraction pour une extraction exhaustive de N'EX Glue a montré que l'hexane et l'isopropanol provoquent une dégradation du produit et un changement de couleur du véhicule. Par conséquent, selon la norme ISO 10993-18, seul l'extrait aqueux a été analysé.

Dans l'étude, aucun COV au-dessus de l'AET n'a été identifié.

Aucun élément au-dessus de la limite de détection n'a été identifié. Une comparaison des limites de détection et de la PDE parentérale est présentée dans le tableau 2.

L'extrait du milieu de culture cellulaire NE'X Glue n'a montré aucun potentiel cytotoxique pour les fibroblastes de souris L-929 dans le test d'élution MEM. L'adéquation du système de test a été confirmée sur la base de la réponse cellulaire observée dans les contrôles positifs et négatifs.

Les résultats des tests de cytotoxicité sont présentés dans le tableau 3 et la figure 2.

Images de cellules après exposition à des extraits adhésifs chirurgicaux, contrôles négatifs et positifs dans l'étude d'élution MEM.

Chaque souche bactérienne utilisée dans le test, avec et sans fraction S9, a passé avec succès les contrôles de qualité internes. N'EX Glue a montré un effet mutagène incertain uniquement lorsqu'il était exposé à la souche TA1535 avec la présence de la fraction S9. Les résultats sont présentés dans les tableaux 4 et 5.

Les données analysées et résumées sont présentées dans le tableau 5 ci-dessous. Aucune précipitation ou toxicité n'a été observée dans cette étude.

Si le MF est supérieur au facteur d'évaluation global de 126 (× 10–6) par rapport au contrôle négatif, l'échantillon est considéré comme mutagène. Les critères d'acceptation de la MLA ont été décrits précédemment13. Aucune toxicité ou précipitation n'a été observée dans cette étude. Les résultats sont présentés dans les tableaux 6, 7, 8, 9, 10 et 11.

La concentration d'endotoxine NE'X Glue a été mesurée à 0,028 UE/ml pour un échantillon non dopé et à 0,428 UE/ml pour un échantillon dopé. La teneur calculée en endotoxines par taille maximale du dispositif est de 0,29 UE. Les résultats et la courbe standard sont présentés à la Fig. 3.

Courbe standard de concentration des endotoxines et résultats.

Chaque jour, les animaux ont été observés. Aucun signe d'anomalie n'a été repéré. Aucun des animaux évalués n'a perdu 10 % ou plus de poids corporel et aucun des animaux n'est mort. De plus, 0 % de potentiel de sensibilisation a été observé dans les extraits d'échantillons d'essai et les solvants témoins. Par conséquent, le degré de sensibilisation pour chaque groupe de test (chlorure de sodium et extraits d'huile de graines de coton) et groupe témoin de solvant était de 0 selon l'échelle de Mangusson et Kligman.

L'indice d'irritation primaire (PII) pour les deux extraits a été déterminé en soustrayant le score total d'irritation primaire du groupe témoin du score total d'irritation primaire du groupe d'étude. Pour les extraits d'huile de coton et de chlorure de sodium de l'adhésif chirurgical NE'X Glue, l'indice d'irritation primaire a été calculé respectivement à 0,48 et 0,00. Les résultats sont présentés dans le tableau 12. Les échantillons pour lesquels le score total d'irritation primaire est inférieur à 1 sont considérés comme non irritants.

Aucun animal de contrôle ou de test n'a montré de signes manifestes de toxicité, répertoriés dans le tableau C.1, annexe C - Signes et observations cliniques courants, ISO 10993-11, à aucun moment d'observation20. Aucun des animaux traités avec l'échantillon d'essai n'a montré une réactivité biologique significativement plus élevée pendant la période d'observation que dans le groupe témoin. Aucun des animaux n'est mort et aucun des animaux n'a perdu 10 % ou plus de poids corporel. Les changements de poids corporel sont présentés à la Fig. 4.

Le poids corporel change.

Changements de poids corporel.

Au cours de l'autopsie macroscopique, aucune anomalie n'a été observée. Les sites d'implantation sous-cutanés et les tissus environnants n'ont montré aucune anomalie. Au cours de l'autopsie macroscopique, les reins, les poumons, le foie, le cœur, le cerveau, les ovaires/testicules et la rate ont été pesés. Le poids des organes a été exprimé en % du poids corporel de l'animal. Les résultats des tests sont présentés dans les Fig. 6, 7, 8, 9 et 10.

Poids des organes en (%) du poids corporel. Des différences statistiquement significatives ont été observées lors de la comparaison du groupe témoin et du groupe test de cerveaux et de reins de mâles, mais les résultats n'ont pas eu d'impact sur le tableau clinique des animaux. Les observations macroscopiques et microscopiques n'ont pas montré d'anomalies. Aucune autre différence statistiquement significative entre le groupe test et le groupe témoin n'a été observée.

Résultats des découvertes biochimiques. Statistiquement, des différences significatives ont été observées dans les niveaux de Cl et d'ALT entre le groupe témoin et le groupe de test des rats femelles. En outre, des différences ont été observées dans les taux de créatinine chez les rats mâles entre les groupes test et témoin. Cependant, la différence n'a pas eu d'impact sur l'état clinique des animaux. Aucune autre différence statistiquement significative n'a été observée parmi les paramètres restants.

Résultats des découvertes biochimiques. Statistiquement, des différences significatives ont été observées dans les taux de triglycérides, de Na et de P entre le groupe témoin et le groupe test de rats mâles. Cependant, la différence n'a pas eu d'impact sur l'état clinique des animaux. Aucune autre différence statistiquement significative n'a été observée parmi les paramètres restants.

Résultats d'hématologie. Des différences statistiquement significatives ont été observées dans HCT, WBC, lymphocytes et monocytes entre le groupe témoin et test de rats femelles ainsi que HCT chez les rats mâles. Cependant, la différence n'a pas eu d'impact sur l'état clinique des animaux. Aucune autre différence statistiquement significative n'a été observée parmi les paramètres restants.

Résultats des analyses d'urine. Des différences statistiquement significatives ont été observées dans le pH de l'urine entre le groupe témoin et le groupe test de rats mâles. Cependant, la différence n'a pas eu d'impact sur l'état clinique des animaux. Aucune autre différence statistiquement significative n'a été observée parmi les paramètres restants.

Une analyse limitée a été effectuée au lieu d'une histopathologie complète conformément à la norme ISO 10993-1120. En bref, deux animaux représentatifs ont été choisis à la fois dans les groupes d'étude et de contrôle. Les organes suivants ont été examinés : os, moelle osseuse, cœur, foie, poumons, reins, ovaires/testicules et rate. Lors de l'évaluation histopathologique, aucune anomalie n'a été trouvée. Au niveau microscopique, la structure de l'organe était normale, sans aucun signe d'apoptose des cellules structurelles des organes individuels. Aucune différence significative entre les groupes d'étude et de contrôle n'a été observée. Les résultats de l'évaluation histologique sont présentés dans le tableau 13.

Selon la norme ISO 10993-6, les doubles scores de "réponse de type cellulaire" et de "scores de réponse tissulaire" ont été résumés et divisés par le nombre de groupes pour calculer le score moyen des groupes d'étude et de contrôle19. La "note de réaction finale" a été déterminée en soustrayant la note moyenne du contrôle négatif de la note moyenne de l'échantillon testé. La note de réaction pour NE'X Glue était de -6,3 (0), ce qui est classé comme réaction minimale ou nulle.

Aucun lapin n'a montré d'élévation de température individuelle supérieure ou égale à 0,6 °C au-dessus de sa température initiale. Les résultats des tests de pyrogénicité sont présentés dans le tableau 14.

Les résultats résumés des tests de biocompatibilité NE'X Glue sont présentés ci-dessous dans le tableau 15.

L'objectif principal de l'évaluation de la biocompatibilité est de protéger les personnes contre les risques biologiques potentiels résultant de l'utilisation de dispositifs médicaux. Les normes de la famille ISO 10993 fournissent des lignes directrices sur l'évaluation biologique des dispositifs médicaux dans le processus de gestion des risques dans le cadre de l'évaluation et du développement globaux de chaque dispositif médical. Le processus d'évaluation comporte plusieurs étapes et son seul but est de prédire si le dispositif testé sera sans danger pour une utilisation clinique. Étant donné que les dispositifs médicaux varient en termes d'utilisation prévue, de complexité et de risque associé, l'ensemble de tests à effectuer doit être choisi de manière appropriée.

NE'X Glue est biodégradée et résorbée par l'organisme après plus de 24 mois. Par conséquent, NE'X Glue est classé comme un implant qui entre en contact avec les tissus pendant une longue période (plus de 30 jours) selon le tableau A.1 de la norme ISO 10993-17,21. En tant que dispositif potentiellement à haut risque, les tests effectués doivent être en mesure d'évaluer tous les paramètres nécessaires, conformément à la norme ISO 10993-1. Des tests préliminaires des conditions d'extraction adaptées à l'analyse chimique de NE'X Glue ont montré que les solvants semi-polaires et non polaires provoquent la dégradation de l'échantillon. Par conséquent, seule de l'eau a été utilisée pour les tests chimiques. Nous n'avons observé aucun composé au-dessus de l'AET. Sur la base de ces résultats, aucune autre évaluation toxicologique n'a été nécessaire. De plus, l'analyse ICP-MS n'a révélé aucun élément au-dessus de la LOD, qui était inférieure aux limites de PDE parentérale présentes dans les directives ICH Q3D(R1)22. Ainsi, l'analyse chimique des extraits de NE'X Glue a montré qu'il n'y a pas de risque toxicologique lié à la composition du produit étudié.

De plus, le test AMES Penta 2 a montré que NE'X Glue ne présente aucun potentiel mutagène, avec et sans la présence de la fraction S9, pour aucune des souches utilisées dans le test. Afin de confirmer que NE'X Glue n'est pas mutagène, en particulier dans le système eucaryote, le test du lymphome de souris (MLA) a été réalisé. Le produit testé n'a montré aucun effet mutagène dans toutes les conditions testées (4 h avec et sans activation métabolique et 24 h sans activation métabolique) et doit donc être considéré comme non mutagène. Les résultats combinés des tests chimiques, de mutagénicité et de génotoxicité indiquent que le risque de carcinogenèse associé à l'utilisation de NE'X Glue est négligeable. L'absence de substances extrêmement préoccupantes (SVHC), qui impliquent des substances cancérigènes, mutagènes ou toxiques pour la reproduction et des composés ayant des propriétés de perturbateur endocrinien, ainsi que l'absence de potentiel génotoxique et mutagène de NE'X Glue montre que l'utilisation de ce dispositif est sans danger même chez les patients présentant des anomalies génétiques et la survenue d'effets secondaires tardifs est peu probable.

La contamination potentielle des dispositifs médicaux par des endotoxines peut constituer un risque grave pour la santé qui entraîne des complications importantes à court et à long terme, notamment une distribution anormale du LCR, une inflammation aiguë, un déclin de la fonction des organes et une perturbation des systèmes de médiation humorale et cellulaire23,24. La limite générale d'endotoxine pour les dispositifs médicaux destinés à être utilisés chez l'adulte est de 20 UE/dispositif, tandis que pour les procédures impliquant un contact avec le liquide céphalo-rachidien, la limite est de 2,15 UE/dispositif25. La teneur en endotoxines de la taille maximale du produit a été évaluée conformément à 85. Bacterial Endotoxin Test, US Pharmacopeia26 est de 0,29 EU par dispositif de 10 ml. Les résultats montrent que la NE'X Glue est non seulement nettement inférieure à la limite fixée pour les dispositifs médicaux, mais peut également être utilisée sans hésitation dans des procédures impliquant un contact avec le céphalo-rachidien. De plus, les résultats in vitro ont été confirmés avec Rabbit Pyrogen Study selon la norme ISO 10993-1120, qui a prouvé qu'il n'y a pas de potentiel pyrogène.

L'analyse de cytotoxicité effectuée selon la norme ISO 10993-5 a montré que NE'X Glue n'est pas cytotoxique pour les cellules de fibroblastes de souris L-929 dans le test d'élution MEM. Ce dosage est d'une importance cruciale en raison de la présence d'aldéhyde dans le dispositif médical étudié. L'exposition des tissus et des cellules à l'aldéhyde peut entraîner une irritation, une sensibilisation et/ou une nécrose. Les résultats montrent que la solution d'aldéhyde réticule efficacement l'albumine et ne fuit pas de l'adhésif. Cela indique qu'il n'y a aucun risque de nécrose tissulaire ou d'inflammation associée à l'utilisation clinique de l'adhésif chirurgical évalué. Les résultats in vitro des risques de NE'X Glue associés au potentiel d'irritation et de sensibilisation ont été confirmés par des études in vivo. Le potentiel de provoquer une réaction allergique a été évalué à l'aide du test de maximisation du cobaye, tandis que le potentiel irritant a été étudié avec le test de réactivité intracutanée. Les résultats des deux tests ont montré qu'il n'y a pas de potentiel sensibilisant ou irritant associé à l'utilisation de NE'X Glue. Les résultats des tests de toxicité systémique aiguë fournissent des informations sur les risques immédiats associés à l'utilisation d'un dispositif médical, tandis que les tests de toxicité systémique subchronique combinés à l'implantation fournissent des données sur le contact à long terme. Les résultats des études in vivo n'ont montré aucun risque immédiat ou prolongé de toxicité associé à l'utilisation de l'adhésif chirurgical NE'X Glue même si la dose était supérieure à 10 fois la dose humaine, ce qui indique qu'il peut être utilisé quel que soit l'état actuel du patient. condition.

En conclusion, NE'X Glue a montré une très bonne biocompatibilité et doit être considéré comme sûr à l'usage. Par conséquent, NE'X Glue est un nouvel adhésif chirurgical prometteur avec de nombreuses applications potentielles.

Les ensembles de données générés pendant et/ou analysés pendant l'étude en cours sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable. Informations et données supplémentaires pour la caractérisation chimique, la MLA, les compositions des milieux, le test AMES, la réactivité intracutanée, la toxicité subchronique, la sensibilisation et la pyrogénicité combinées à l'implantation dans les tableaux S1 à S21.

Seuil d'évaluation analytique

Test de mutation bactérienne inverse

Dosage des ganglions lymphatiques locaux

Cellules des ganglions lymphatiques

Test de lymphome de souris

Contrôle positif

Efficacité de placage relative

Croissance relative de la suspension

Croissance totale relative

Indice de sensibilisation

Composé organique semi-volatil

Exposition totale à l'élément

Composé organique volatil

Taboada, GM et al. Surmonter les barrières translationnelles des adhésifs tissulaires. Nat. Rév. Mater. 5, 310–329. https://doi.org/10.1038/s41578-019-0171-7 (2020).

Annonces d'article Google Scholar

Wistlich, L. et al. Une colle osseuse avec une adhérence soutenue dans des conditions humides. Adv. Santéc. Mater. https://doi.org/10.1002/adhm.201600902 (2017).

Article PubMed Google Scholar

Schreader, KJ, Bayer, IS, Milner, DJ, Loth, E. & Jasiuk, I. Un adhésif osseux biocompatible nanocomposite à base de polyuréthane. J. Appl. Polym. Sci. 127, 4974–4982. https://doi.org/10.1002/app.38100 (2013).

Article CAS Google Scholar

Pascual, G. et al. Cytotoxicité des adhésifs tissulaires à base de cyanoacrylate et biocompatibilité in vivo préclinique à court terme dans la réparation des hernies abdominales. PLoS ONE 11, e0157920. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0157920 (2016).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Mizrahi, B. et al. Élasticité et sécurité des adhésifs tissulaires à base de cyanoacrylate d'alcoxyéthyle. Acta Biomater 7, 3150–3157. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2011.04.022 (2011).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Montanaro, L. et al. Cytotoxicité, compatibilité sanguine et activité antimicrobienne de deux colles cyanoacrylates à usage chirurgical. Biomatériaux 22, 59–66. https://doi.org/10.1016/s0142-9612(00)00163-0 (2001).

Article CAS PubMed Google Scholar

ISO 10993-1:2018(En), Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 1 : Évaluation et essais dans le cadre d'un processus de gestion des risques. https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:10993:-1:ed-5:v2:en. (Consulté le 16 août 2021).

Szymanski, L. et al. Évaluation biologique ISO 10993 de la nouvelle poudre hémostatique—4SEAL. Biomatière. Rés. 26, 12. https://doi.org/10.1186/s40824-022-00258-6 (2022).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ISO 10993-12:2021(En), Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 12 : Préparation des échantillons et matériaux de référence. https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:10993:-12:ed-5:v1:en. (Consulté le 16 août 2021).

ISO 10993-18:2020(En), Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 18 : Caractérisation chimique des matériaux des dispositifs médicaux dans le cadre d'un processus de gestion des risques Disponible en ligne : https://www.iso.org/obp/ui#iso:std :iso:10993:-18:ed-2:v1:fr. (Consulté le 16 août 2021).

ISO 10993-5:2009(En), Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 5 : Essais de cytotoxicité in vitro. https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:10993:-5:ed-3:v1:en. (Consulté le 16 août 2021).

ISO 10993-3:2014(En), Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 3 : Essais de génotoxicité, de cancérogénicité et de toxicité pour la reproduction. https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:10993:-3:ed-3:v1:en. (Consulté le 16 août 2021).

Szymanski, L., Golaszewska, K., Wiatrowska, A., Dropik, M., Szymanski, P., Krakowiak, P., Wierzchowska, J., Matak, D. ISO 10993 Évaluation biologique de la nouvelle poudre hémostatique—4SEAL ( 2021).

ISO/TR 10993-33:2015(En), Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 33 : Lignes directrices sur les tests d'évaluation de la génotoxicité — Supplément à l'ISO 10993-3. https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:tr:10993:-33:ed-1:v1:en. (Consulté le 18 août 2021).

Essai n° 490 : Essais in vitro de mutation génique de cellules de mammifères utilisant le gène de la thymidine kinase. https://www.oecd-ilibrary.org/environment/test-no-490-in-vitro-mammalian-cell-gene-mutation-tests-using-the-thymidine-kinase-gene_9789264264908-en. (Consulté le 18 août 2021).

Essai n° 471 : Essai de mutation inverse bactérienne. https://www.oecd-ilibrary.org/environment/test-no-471-bacterial-reverse-mutation-test_9789264071247-en. (Consulté le 18 août 2021).

Endotoxines bactériennes|USP. https://www.usp.org/harmonization-standards/pdg/general-methods/bacterial-endotoxins. (Consulté le 18 août 2021).

ISO 10993-10:2010(En), Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 10 : Essais d'irritation et de sensibilisation cutanée. https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:10993:-10:ed-3:v1:en. (Consulté le 18 août 2021).

ISO 10993–6:2016(En), Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 6 : Essais des effets locaux après implantation. https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:10993:-6:ed-3:v1:en. (Consulté le 18 août 2021).

ISO 10993-11:2017(En), Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 11 : Essais de toxicité systémique. https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:10993:-11:ed-3:v1:en. (Consulté le 18 août 2021).

K132105-510(k) Résumé PerClot 2014.

Q3D(R1) Impuretés élémentaires ; Conseil international pour l'harmonisation; Orientations pour l'industrie ; Disponibilité. https://www.federalregister.gov/documents/2020/03/11/2020-04995/q3dr1-elemental-impurities-international-council-for-harmonisation-guidance-for-industry. (Consulté le 16 août 2021).

Manouchehrian, O., Ramos, M., Bachiller, S., Lundgaard, I. & Deierborg, T. L'exposition systémique aiguë au LPS altère la distribution périvasculaire du LCR chez la souris. J. Neuroinflam. 18, 34. https://doi.org/10.1186/s12974-021-02082-6 (2021).

Article CAS Google Scholar

Erickson, MA et al. Le lipopolysaccharide altère l'efflux bêta-amyloïde du cerveau : altération de la séquestration vasculaire, de la réabsorption du liquide céphalo-rachidien, de la clairance périphérique et de la fonction de transport au niveau de la barrière hémato-encéphalique. J. Neuroinflam. 9, 150. https://doi.org/10.1186/1742-2094-9-150 (2012).

Article CAS Google Scholar

Recherche, C. pour DE et Conseils pour l'industrie : Essais de pyrogènes et d'endotoxines : Questions et réponses. https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/guidance-industry-pyrogen-and-endotoxins-testing-questions-and-answers. (Consulté le 18 août 2021).

85. Test d'endotoxine bactérienne, pharmacopée américaine. http://www.pharmacopeia.cn/v29240/usp29nf24s0_c85.html. (Consulté le 11 juillet 2018).

Télécharger les références

Département de biologie moléculaire, Institut de génétique et de biotechnologie animale, Académie polonaise des sciences, Postępu 36A, 05-552, Magdalenka, Pologne

Lukasz Szymanski

Institut biomédical européen, Nalkowskiej 5, 05-410, Jozefow, Pologne

Lukasz Szymanski, Kamila Gołaszewska, Anna Wiatrowska, Monika Dropik, Patrycja Krakowiak, Justyna Małkowska et Damian Matak

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Conceptualisation, L.Sz. et DM ; conservation des données, AW, MD, PK, KG et JW ; analyse formelle, AW ; acquisition de financement, DM ; enquête, L.Sz., AW, MD, PK, KG et JM ; méthodologie, KG, L.Sz., AW, MD, PK, JW et DM ; supervision, L.Sz. et MD ; écriture—ébauche originale, L.Sz. ; rédaction—révision et édition, L.Sz. et DM Tous les auteurs ont lu et accepté la version publiée du manuscrit.

Correspondance à Damian Matak.

Le Dr Damian Matak et le Dr Łukasz Szymański ont inventé l'adhésif chirurgical NE'X Glue. Tous les tests ont été effectués dans un laboratoire accrédité ISO 17025 et certifié BPL pour garantir l'intégrité des données. Tous les auteurs n'ont aucun intérêt financier dans l'adhésif chirurgical NE'X Glue.

Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

Libre accès Cet article est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International, qui autorise l'utilisation, le partage, l'adaptation, la distribution et la reproduction sur tout support ou format, à condition que vous accordiez le crédit approprié à l'auteur ou aux auteurs originaux et à la source, fournissez un lien vers la licence Creative Commons et indiquez si des modifications ont été apportées. Les images ou tout autre matériel de tiers dans cet article sont inclus dans la licence Creative Commons de l'article, sauf indication contraire dans une ligne de crédit au matériel. Si le matériel n'est pas inclus dans la licence Creative Commons de l'article et que votre utilisation prévue n'est pas autorisée par la réglementation légale ou dépasse l'utilisation autorisée, vous devrez obtenir l'autorisation directement du détenteur des droits d'auteur. Pour voir une copie de cette licence, visitez http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Réimpressions et autorisations

Szymanski, L., Gołaszewska, K., Wiatrowska, A. et al. Biocompatibilité du nouvel adhésif chirurgical albumine-aldéhyde. Sci Rep 12, 12749 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16853-5

Télécharger la citation

Reçu : 11 mai 2022

Accepté : 18 juillet 2022

Publié: 26 juillet 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-16853-5

Toute personne avec qui vous partagez le lien suivant pourra lire ce contenu :

Désolé, aucun lien partageable n'est actuellement disponible pour cet article.

Fourni par l'initiative de partage de contenu Springer Nature SharedIt

En soumettant un commentaire, vous acceptez de respecter nos conditions d'utilisation et nos directives communautaires. Si vous trouvez quelque chose d'abusif ou qui ne respecte pas nos conditions ou directives, veuillez le signaler comme inapproprié.

Nouvelles