Introducing 

Prezi AI.

Your new presentation assistant.

Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.

Loading…
Transcript

Scaffolds de SIS-Heparina cómo barrera con potencial aplicación en la prevención de adherencias abdominales post quirúrgicas.

Resultados

Alvin David Gregory

Catalina Montoya

Orlando Pinto

Nicolás Yanguma

Motivación

Las adherencias abdominales postoperatorias (AAP) son bandas fibrosas formadas entre órganos y el peritoneo o entre órganos y órganos [1].

Motivación

Las AAP generan complicaciones como dolor, obstrucciones intestinales e infertilidad [2].

[1]PMID: 28666687 DOI: 10.1016/j.surg.2017.05.005

[2] PMID: 23211136 DOI: 10.1016/j.ijsu.2012.11.015

Estadísticas

A pesar de los avances tecnológicos en las técnicas e instrumentos más del 95% de pacientes generan adhesiones post-quirúrgicas [3].

Pacientes que se someten a laparotomía tienen un 90% de probabilidad de formar AAP [4].

Estadísticas

Adicionalmente, las obstrucciones intestinales presentan una mortalidad entre 3% y 30% [5].

Estas adherencias representan $1.3 billones de dolares en EE.UU [3].

[3] PMID: 31022502 DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.04.065

[4] PMID: 27993210 DOI: 10.1016/j.jss.2016.08.092

[5] PMID: 24581996 DOI: 10.1016/j.amjsurg.2013.10.028

Soluciones Actuales

Entre las soluciones actuales que previenen la formación de AAP encontramos las siguientes [1,3,5,6]:

- Intervenciones quirúrgicas para eliminar las adhesiones.

- Cirugías mínimamente invasivas.

- Separación mecánica de los órganos y del tejido peritoneal por medio de películas o soluciones.

- Fibrolisis por medio de soluciones.

Soluciones actuales

Necesidad

Soluciones actuales

Retardan el tiempo de curación y otras generan sepsis o fugas anasomóticas [4].

Necesidad de más intervenciones quirúrgicas.

Necesidad

Biomaterial

Prevenir la formación de las AAP

Suplir las falencias de las soluciones actuales.

Pregunta de investigación

¿ Es posible sintetizar, caracterizar y modelar una barrera elaborada a partir SIS con potencial aplicación en la prevención de adherencias abdominales in vitro?

Problemática

https://www.clearpassage.com/wp-content/uploads/2016/01/Adhesions-before-after.jpg

https://embedwistia-a.akamaihd.net/deliveries/0739de218fd77ea473f9438188654fd85b54c2cd.webp?image_crop_resized=480x270

Objetivos

Sintetizar, caracterizar y modelar una barrera elaborada a partir de scaffolds de SIS con potencial aplicación en la prevención de adherencias abdominales in vitro.

- Sintetizar scaffolds de SIS, adicionarles heparina y entrecruzarlos si es necesario.

- Caracterizar física, química y biológicamente el biomaterial.

- Simular el funcionamiento del componente biomaterial en el organismo con la ayuda del software COMSOL multiphysics.

Objetivos

Carácteristicas del Biomaterial

Propuesta

-Biocompatible

- No inmunogénico

- Anti-inflamatorio

-Fácil aplicación

-Replicable

- Biodegradable (sincronizado con tiempo de curación)

Scaffolds

Síntesis

- Propiedades mecanotranductoras que permite simular en mayor medida el funcionamiento del abdomen interno [7].

- Biocompatible, biodegradable, bio-absorbible [8]. Evaluados en injertos vasculares [7].

-Se ha evaluado previamente la implementación en actividades internas del cuerpo.

- Permeable, poroso. Permite el intercambio de nutrientes y conjugación con otros materiales.

[7] PMID: 24877881 DOI: 10.1016/j.jbiomech.2014.04.048

[8] DOI: 10.1088/1757-899X/612/2/022077

Polvo de SIS

SIS

Effects of fabrication on the mechanics, microstructure and micromechanical environment of small intestinal submucosa scaffolds for vascular tissue engineering.

DOI: 10.1016/j.jbiomech.2014.04.048

Scaffolds de SIS

Scaffolds

Resultados

Formulation and Characterization of a SIS-Based Photocrosslinkable Bioink.

PMID: 30960553 PMCID: PMC6473614 DOI: 10.3390/polym11030569

Solución de solubilización

Scaffolds liofilizados

Caracterización

FTIR

N-H: 3306

C=O: 1660

C-N,N-H: 1553 - 1240

Figura. FTIR para scaffolds de SIS

Development and characterization of a novel porous small intestine submucosa-hydroxyapatite scaffold for bone regeneration.

PMID: 28024616 DOI: 10.1016/j.msec.2016.11.113

Prueba de degradación

Degradación

Figura. Degradación de scaffolds de SIS

Enzimática

Hidrolítica

1 Día

3 semanas

1 Día

Análisis Termogavimétrico

TGA

Figura. TGA para scaffolds de SIS

DOI: 10.1016/j.actbio.2009.10.048

Macro-Estructura

Microscopia Óptica

10x

Ecuaciones Gobernantes

Modelado

Ecuación Medios porosos

Papers

  • Validation of Scaffold design optimization in bone tissue engineering: finite element modeling versus designed experiments.

Papers a estudiar

  • Flow Dynamics in Bioreactors Containing Tissue Engineering Scaffolds.

Diseño de scaffolds

  • Diseño de topología de Scaffolds.

  • Presencia de modelos matemáticos.

  • Uso de software para optimización del modelo diseñado.

  • Identificación de variables que impactan sobre el modelo.

  • El modelo en 3D correspondera a una caja

Scaffold design

Difusión

esperada

La variación de los materiales que se utilizaran determinaran la porosidad del mismo

Flow Dynamics

Geometria propuesta

Simulación

r4: Peritoneo

r5 + r6: Scaffolds

r1: Epidermis y Dermis

r2: Tejido adiposo

r3: Músculo

Análisis de Convergencia de malla

Análisis de convergencia

Malla MÁS FINA

Malla utilizada

[ ] de la enzima a lo largo del tiempo

Malla seleccionada

Difusión albúmina

Difusión en el medio

Dirección de movimiento

[ ] luego de 36 horas

Análisis de sensibilidad

Análisis de sensibilidad

Mayor Sensibilidad: Concentración

La síntesis del biomaterial fue exitosa y se corroboró por medio de su caracterización en FTIR.

El material cumple con el tiempo de degradación deseado por lo que no es necesario realizar entrecruzamiento

Capacidad de difusión de la enzima

Cómo trabajo futuro inmovilizar sustancia anticoagulante para inhibir la cascada de coagulación y evaluar caracteristicas biológicas.

Aproximación al área abdominal, condiciones de frontera e iniciales para simulación.

Conclusiones

[1] Bresson Lucie, et al. Autologous peritoneal grafts permit rapid reperitonealization and prevent postoperative abdominal adhesions in an experimental rat study. Surgery, 2017, vol. 162, no 4, p. 863-870.

[2] Karaca, Turgut, et al. Effects of tamoxifen citrate on postoperative intra-abdominal adhesion in a rat model. International Journal of Surgery, 2013, vol. 11, no 1, p. 68-72.

[3] Lee, Jee Eun, et al. Oxaliplatin-loaded chemically cross-linked hydrogels for prevention of postoperative abdominal adhesion and colorectal cancer therapy. International journal of pharmaceutics, 2019, vol. 565, p. 50-58.

[4] Oh, Jaewook, et al. Recombinant human lubricin for prevention of postoperative intra-abdominal adhesions in a rat model. Journal of Surgical Research, 2017, vol. 208, p. 20-25.

[5] Lin, Heng-Fu, et al. Hypothermia decreases postoperative intra-abdominal adhesion formation. The American Journal of Surgery, 2014, vol. 208, no 3, p. 419-424.

[6] Dhall, Sandeep, et al. Viable cryopreserved umbilical tissue (vCUT) reduces post-operative adhesions in a rabbit abdominal adhesion model. Bioactive materials, 2019, vol. 4, no 1, p. 97-106.

[7]D. Sánchez-Palencia, A. D׳Amore, A. González-Mancera, W. Wagner and J. Briceño, "Effects of fabrication on the mechanics, microstructure and micromechanical environment of small intestinal submucosa scaffolds for vascular tissue engineering", ELSEVIER, 2014. .

[8] R. Zhong et al., "Novel Biodegradable Antimicrobial Composite Scaffold by Coating Type I Collagen Scaffold with Pepsin-Degraded SIS Extraction", IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 612, 2019. Available: 10.1088/1757-899x/612/2/022077.

[9] K hanna, O., Larson, J. C., Moya, M. L., Opara, E. C., Brey, E. M. Generation of Alginate Microspheres for Biomedical Applications. J. Vis. Exp. (66), e3388, doi:10.3791/3388 (2012)

Referencias

Learn more about creating dynamic, engaging presentations with Prezi