Täname teid Nature.com-i külastamise eest. Teie kasutataval brauseriversioonil on piiratud CSS-i tugi. Parima kogemuse saamiseks soovitame teil kasutada värskendatud brauserit (või keelata Internet Exploreris ühilduvusrežiim). Seni aga renderdame saiti jätkuva toe tagamiseks ilma stiilide ja JavaScriptita.
Kontrollimatu verejooks on üks peamisi surmapõhjuseid. Kiire hemostaasi saavutamine tagab subjekti ellujäämise esmaabina lahingutegevuses, liiklusõnnetustes ja surma vähendamise operatsioonides. Lihtsast hemostaatilisest kilet moodustavast kompositsioonist (HFFC) saadud nanopoorne kiudtugevdatud komposiitkarkass (NFRCS) pideva faasina suudab hemostaasi käivitada ja parandada. NFRCS-i väljatöötamine põhineb kiili tiiva konstruktsioonil. Kiili tiiva struktuur koosneb põiki- ja pikisuunalistest tiibadest ning tiivamembraanid on omavahel ühendatud, et säilitada mikrostruktuuri terviklikkus. HFFC katab kiu pinna ühtlaselt nanomeetri paksusega kilega ja ühendab juhuslikult jaotunud puuvilla paksuse (Ct) (dispergeeritud faasi), moodustades nanopoorse struktuuri. Pideva ja dispergeeritud faasi kombinatsioon vähendab toote maksumust kümme korda võrreldes kaubanduslikult saadaolevate toodetega. Modifitseeritud NFRCS-i (tampoone või randmepaelu) saab kasutada mitmesugustes biomeditsiinilistes rakendustes. In vivo uuringud on jõudnud järeldusele, et väljatöötatud Cp NFRCS käivitab ja parandab hüübimisprotsessi manustamiskohas. NFRCS suudab oma nanopoorse struktuuri tõttu moduleerida mikrokeskkonda ja toimida rakulisel tasandil, mille tulemuseks on parem haavade paranemine ekstsisioonihaava mudelis.
Kontrollimatu verejooks lahingutegevuse, intraoperatiivsete ja erakorraliste olukordade ajal võib kujutada endast tõsist ohtu haavatute elule1. Need seisundid põhjustavad veelgi perifeerse veresoonte resistentsuse üldist suurenemist, mis viib hemorraagilise šokini. Sobivad meetmed verejooksu kontrollimiseks operatsiooni ajal ja pärast seda peetakse potentsiaalselt eluohtlikuks2,3. Suurte veresoonte kahjustus põhjustab massilist verekaotust, mille tulemuseks on suremus lahingutegevuses ≤ 50% ja operatsiooni ajal 31%1. Massiivne verekaotus viib kehamahu vähenemiseni, mis omakorda vähendab südame väljundmahtu. Perifeerse veresoonte koguresistentsuse suurenemine ja mikrotsirkulatsiooni progresseeruv kahjustus põhjustavad hüpoksiat elutalitusorganites. Hemorraagiline šokk võib tekkida, kui seisund jätkub ilma tõhusa sekkumiseta1,4,5. Muude tüsistuste hulka kuuluvad hüpotermia ja metaboolse atsidoosi progresseerumine, samuti hüübimishäire, mis takistab hüübimisprotsessi. Raske hemorraagiline šokk on seotud suurema surmariskiga6,7,8. III astme (progresseeruva) šoki korral on vereülekanne patsiendi ellujäämiseks hädavajalik nii operatsioonijärgse kui ka postoperatiivse haigestumuse ja suremuse ajal. Kõigist ülaltoodud eluohtlikest olukordadest ülesaamiseks oleme välja töötanud nanopoorse kiudtugevdatud komposiitkarkassi (NFRCS), mis kasutab minimaalset polümeeri kontsentratsiooni (0,5%), kasutades vees lahustuvate hemostaatiliste polümeeride kombinatsiooni.
Kiudtugevduse abil saab välja töötada kulutõhusaid tooteid. Juhuslikult paigutunud kiud meenutavad kiili tiiva struktuuri, mida tasakaalustavad tiibadel olevad horisontaalsed ja vertikaalsed triibud. Tiiva põiki- ja pikisuunalised sooned on ühenduses tiivamembraaniga (joonis 1). NFRCS koosneb tugevdatud Ct-st kui tugisüsteemist, millel on parem füüsikaline ja mehaaniline tugevus (joonis 1). Taskukohasuse ja meisterlikkuse tõttu eelistavad kirurgid operatsioonide ja sidemete ajal kasutada puuvillaseid niidikaliibriid (Ct). Seega, arvestades Ct-d selle mitmekordseid eeliseid, sealhulgas > 90% kristallilist tselluloosi (mis aitab kaasa hemostaatilise aktiivsuse suurenemisele), kasutati seda NFRCS9,10 skeletisüsteemina. Seega, arvestades Ct-d selle mitmekordseid eeliseid, sealhulgas > 90% kristallilist tselluloosi (mis aitab kaasa hemostaatilise aktiivsuse suurenemisele), kasutati seda NFRCS9,10 skeletisüsteemina. Следовательно, учитывая его многочисленные преимущества, в том числе > 90% кристаллической целлютесвивевуеющесты гемостатической активности), Ct использовали в качестве скелетной системы NFRCS9,10. Seetõttu, arvestades Ct-d selle paljude eeliste, sealhulgas >90% kristallilise tselluloosi sisalduse (mis osaleb hemostaatilise aktiivsuse suurenemises), kasutati seda NFRCS-i skeletisüsteemi testiks9,10.因此，考虑到它的多重益处，包括> 90% 的结晶纤维素被用作NFRCS9,10 的骨架系统.因此，考虑到它的多重益处，包括> 90%Seetõttu, arvestades Ct-d selle paljude eeliste, sealhulgas üle 90% kristallilise tselluloosi sisalduse (aitab suurendada hemostaatilist aktiivsust), kasutati seda NFRCS9,10 karkassina.Ct kaeti pealiskaudselt (täheldati nanopaksuse kile moodustumist) ja ühendati hemostaatilise kile moodustava kompositsiooniga (HFFC). HFFC toimib nagu matrigel, hoides juhuslikult paigutatud Ct koos. Välja töötatud disain kannab pinget dispergeeritud faasis (tugevdavad kiud). Minimaalsete polümeerikontsentratsioonide abil on raske saada hea mehaanilise tugevusega nanopoorseid struktuure. Lisaks pole lihtne kohandada erinevaid vorme erinevate biomeditsiiniliste rakenduste jaoks.
Joonisel on kujutatud kiili tiiva struktuuril põhineva NFRCS-i disaini diagrammi (A). See pilt näitab kiili tiiva struktuuri võrdlevat analoogiat (tiiva ristuvad ja pikisuunalised sooned on omavahel ühendatud) ja Cp NFRCS-i ristlõikemikrofotot (B). NFRCS-i skemaatiline esitus.
NFRC-de väljatöötamisel kasutati HFFC-d pideva faasina, et lahendada ülaltoodud piiranguid. HFFC koosneb erinevatest kilet moodustavatest hemostaatilistest polümeeridest, sealhulgas kitosaan (peamise hemostaatilise polümeerina) koos metüültselluloosiga (MC), hüdroksüpropüülmetüültselluloosiga (HPMC 50 cp) ja polüvinüülalkoholiga (PVA) (125 kDa) tugipolümeerina, mis soodustab trombi teket. Polüvinüülpürrolidiin K30 (PVP K30) lisamine parandas NFRCS-i niiskuseimamisvõimet. Polüetüleenglükool 400 (PEG 400) lisati, et parandada polümeeride ristseotust seotud polümeeride segudes. Ct-le kanti kolme erinevat HFFC hemostaatilist kompositsiooni (Cm HFFC, Ch HFFC ja Cp HFFC), nimelt kitosaan MC-ga (Cm), kitosaan HPMC-ga (Ch) ja kitosaan PVA-ga (Cp). Erinevad in vitro ja in vivo iseloomustusuuringud on kinnitanud NFRCS-i hemostaatilist ja haavade paranemise aktiivsust. NFRCS-i pakutavaid komposiitmaterjale saab kasutada mitmesuguste tellingute vormide kohandamiseks vastavalt konkreetsetele vajadustele.
Lisaks saab NFRCS-i modifitseerida sidemeks või rulliks, et katta kogu alajäsemete ja muude kehaosade vigastuspiirkond. Spetsiaalselt lahingujäsemete vigastuste korral saab loodud NFRCS-i disaini muuta poole käe või terve jala katmiseks (lisajoonis S11). NFRCS-ist saab koeliimiga valmistada randmepaela, mida saab kasutada raskete suitsidaalsete randmevigastuste verejooksu peatamiseks. Meie peamine eesmärk on töötada välja võimalikult vähese polümeeriga NFRCS, mida saab tarnida suurele elanikkonnale (allpool vaesuspiiri) ja mida saab paigutada esmaabikomplekti. Lihtsa, tõhusa ja ökonoomse disainiga NFRCS on kasulik kohalikele kogukondadele ja sellel võib olla globaalne mõju.
Kitosaan (molekulaarmass 80 kDa) ja amarant osteti firmalt Merck, India. Hüdroksüpropüülmetüültselluloos 50 Cp, polüetüleenglükool 400 ja metüültselluloos osteti firmalt Loba Chemie Pvt. LLC, Mumbai. Polüvinüülalkohol (molekulaarmass 125 kDa) (87–90% hüdrolüüsitud) osteti firmalt National Chemicals, Gujarat. Polüvinüülpürrolidiin K30 osteti firmalt Molychem, Mumbai, steriilsed tampoonid osteti firmalt Ramaraju Surgery Cotton Mills Ltd., Tamil Nadu, kandjana kasutati Milli Q vett (Direct-Q3 veepuhastussüsteem, Merck, India).
NFRCS töötati välja lüofiliseerimismeetodi11,12 abil. Kõik HFFC koostised (tabel 1) valmistati mehaanilise segisti abil. Valmistage 0,5% kitosaani lahus, kasutades 1% äädikhapet vees, segades pidevalt kiirusel 800 p/min mehaanilisel segistil. Kitosaani lahusele lisati tabelis 1 näidatud täpne kogus laetud polümeeri ja segati, kuni saadi selge polümeeri lahus. Saadud segule lisati tabelis 1 näidatud kogustes PVP K30 ja PEG 400 ning segamist jätkati, kuni saadi selge viskoosne polümeeri lahus. Saadud polümeeri lahusega vanni sonikeeriti 60 minutit, et eemaldada polümeerisegust õhumullid. Nagu on näidatud lisajoonisel S1(b), jaotati Ct ühtlaselt igasse 6-süvendilise plaadi (vormi) süvendisse, millele oli lisatud 5 ml HFFC-d.
Kuuesüvendilise plaadiga ultraheliti 60 minutit, et saavutada HFFC ühtlane märgumine ja jaotumine Ct-võrgustikus. Seejärel külmutati kuuesüvendiline plaat temperatuuril -20 °C 8–12 tundi. Külmutusplaate lüofiliseeriti 48 tundi, et saada erinevaid NFRCS-i koostisi. Sama protseduuri kasutatakse erinevate kujude ja struktuuride, näiteks tampoonide või silindriliste tampoonide või mis tahes muu kuju valmistamiseks erinevateks rakendusteks.
Täpselt kaalutud kitosaan (80 kDa) (3%) lahustatakse magnetsegistiga 1% äädikhappes. Saadud kitosaani lahusele lisati 1% PEG 400 ja segati 30 minutit. Saadud lahus valatakse ruudu- või ristkülikukujulise anumasse ja külmutatakse temperatuuril -80 °C 12 tundi. Külmutatud proove lüofiliseeritakse 48 tundi, et saada poorne Cs13.
Väljatöötatud NFRCS-i testiti Fourier' teisendusega infrapunaspektroskoopia (FTIR) abil (Shimadzu 8400 s FTIR, Tokyo, Jaapan), et kinnitada kitosaani keemilist sobivust teiste polümeeridega14,15. Kõigi testitud proovide FTIR-spektrid (spektrivahemiku laius 400 kuni 4000 cm-1) saadi 32 skaneerimise teel.
Kõikide koostiste vere imendumise kiirust (BAR) hinnati Chen jt kirjeldatud meetodil16 väikeste muudatustega. Kõikide koostiste väljatöötatud NFRK-sid kuivatati vaakumahjus temperatuuril 105 °C üleöö, et eemaldada järelejäänud lahusti. 30 mg NFRCS-i (proovi algkaal – W0) ja 30 mg Ct (positiivne kontroll) pandi eraldi tassidesse, mis sisaldasid 3,8% naatriumtsitraadi eelsegu. Ettemääratud ajavahemike järel, st 5, 10, 20, 30, 40 ja 60 sekundi järel, eemaldati NFRCS-id ja nende pinnad puhastati imendumata verest, asetades proovid 30 sekundiks Ct-le. Igal ajahetkel arvestati NFRCS-i 16 poolt imendunud vere lõppkaalu (W1). Arvutage BAR-i protsent järgmise valemi abil:
Vere hüübimisaeg (BCT) määrati Wang jt. 17 kirjelduse kohaselt. Aeg, mis kulus täisvere (roti veri, mis on eelnevalt segatud 3,8% naatriumtsitraadiga) hüübimiseks NFRCS-i juuresolekul, arvutati uuritava proovi BCT-na. Erinevad NFRCS-i komponendid (30 mg) pandi 10 ml keeratava korgiga viaalidesse ja inkubeeriti temperatuuril 37 °C. Viaali lisati verd (0,5 ml) ja vere hüübimise aktiveerimiseks lisati 0,3 ml 0,2 M CaCl2. Lõpuks pöörake viaali iga 15 sekundi järel (kuni 180°), kuni moodustub kindel hüüve. Proovi BCT-d hinnatakse pööramiste arvu järgi17,18. BCT põhjal valiti edasisteks iseloomustamisuuringuteks kaks optimaalset koostist NFRCS Cm, Ch ja Cp hulgast.
Ch NFRCS-i ja Cp NFRCS-i koostiste BCT määrati Li jt kirjeldatud meetodi abil. 19 Asetage 15 x 15 mm2 Ch NFRCS-i, Cp NFRCS-i ja Cs-i (positiivne kontroll) eraldi Petri tassidesse (37 °C). Vere hüübimisprotsessi alustamiseks segati 3,8% naatriumtsitraati sisaldav veri 0,2 M CaCl2-ga mahuvahekorras 10:1. Proovi pinnale kanti 20 µl 0,2 M CaCl2 roti vere segu ja asetati tühja Petri tassi. Kontrolliks oli veri, mis valati tühjadesse Petri tassidesse ilma Ct-ta. Fikseeritud intervallidega 0, 3 ja 5 minutit peatage hüübimine, lisades tassi sisaldavale proovile 10 ml deioniseeritud (DI) vett, ilma hüüvet häirimata. Hüübimata erütrotsüüdid (erütrotsüüdid) läbivad deioniseeritud vee juuresolekul hemolüüsi ja vabastavad hemoglobiini. Hemoglobiini mõõdeti erinevatel ajahetkedel (HA(t)) lainepikkusel 540 nm (λmax hemoglobiin), kasutades UV-Vis spektrofotomeetrit. Võrdlusstandardina võeti hemoglobiini absoluutne neeldumine (AH(0)) 0 minuti jooksul 20 µl veres 10 ml deioniseeritud vees. Hüübinud vere suhteline hemoglobiini omastamine (RHA) arvutati HA(t)/HA(0) suhtest, kasutades sama verepartiid.
Tekstuurianalüsaatori (Texture Pro CT V1.3 Build 15, Brookfield, USA) abil määrati NFRK adhesiooniomadused kahjustatud koele. Suruge lahtise põhjaga silindriline kauss seanaha siseküljele (ilma rasvakihita). Proovid (Ch NFRCS ja Cp NFRCS) kanti kanüüli kaudu silindrilistesse vormidesse, et luua adhesioon sea nahale. Pärast 3-minutilist inkubeerimist toatemperatuuril (RT) (25 °C) registreeriti NFRCS-i adhesiooni tugevust konstantse kiirusega 0,5 mm/s.
Kirurgiliste hermeetikute peamine omadus on suurendada vere hüübimist, vähendades samal ajal verekaotust. Kadudeta koagulatsiooni NFRCS-is hinnati varem avaldatud meetodi abil väikeste muudatustega 19. Valmistage mikrotsentrifuugituub (2 ml) (siseläbimõõt 10 mm) 8 × 5 mm2 avaga tsentrifuugituubi ühel küljel (mis kujutab endast lahtist haava). NFRCS-i kasutatakse ava sulgemiseks ja teibiga välisservade tihendamiseks. Lisage 20 µl 0,2 M CaCl2 mikrotsentrifuugituubi, mis sisaldab 3,8% naatriumtsitraadi eelsegu. 10 minuti pärast eemaldati mikrotsentrifuugituubid tassidelt ja määrati tasside massi suurenemine NFRK-st vere väljavoolu tõttu (n = 3). Verekaotust Ch NFRCS ja Cp NFRCS võrreldi Cs-ga.
NFRCS-i märgkindlus määrati Mishra ja Chaudhary21 kirjeldatud meetodi alusel väikeste muudatustega. Pange NFRCS 100 ml Erlenmeyeri kolbi 50 ml veega ja loksutage 60 sekundit ilma korki moodustamata. Proovide visuaalne kontroll ja prioriseerimine füüsikalise terviklikkuse osas põhineb kogumisel.
HFFC-de seondumistugevust Ct-ga uuriti varem avaldatud meetodite abil väikeste muudatustega. Pinnakatte terviklikkust hinnati, allutades NFRK-d akustilistele lainetele (väline stiimul) milliQ vee (Ct) juuresolekul. Arendatud NFRCS Ch NFRCS ja Cp NFRCS asetati veega täidetud keeduklaasi ja sonikeeriti vastavalt 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ja 30 minutit. Pärast kuivatamist kasutati NFRCS-de alg- ja lõppkaalu protsentuaalset erinevust materjali kadu protsendi (HFFC) arvutamiseks. In vitro BCT toetas veelgi pinnamaterjalide seondumistugevust või kadu. HFFC-de seondumise efektiivsus Ct-ga tagab vere hüübimise ja elastse katte Ct22 pinnale.
Arendatud NFRCS-i homogeensust määrati NFRCS-i juhuslikult valitud üldistest asukohtadest võetud proovide (30 mg) baasianalüüsi (BCT) abil. NFRCS-i vastavuse määramiseks järgige eelnevalt mainitud baasianalüüsi protseduuri. Kõigi viie proovi lähedus tagab ühtlase pinnakatte ja HFFC-de sadestumise Ct-võrku.
Nominaalne verekontakti pindala (NBCA) määrati nagu eelnevalt kirjeldatud, mõningate muudatustega. Veri koaguleeriti, kinnitades 20 µl verd Ct, Ch NFRCS, Cp NFRCS ja Cs kahe pinna vahele. 1 tunni pärast eraldati stendi kaks osa ja mõõdeti käsitsi hüübe pindala. Kolme korduse keskmist väärtust loeti NBCA NFRCS19-ks.
Dünaamilise aurusorptsiooni (DVS) analüüsi abil hinnati NFRCS-i efektiivsust vee absorbeerimisel väliskeskkonnast või koagulatsiooni algatanud vigastuskohast. DVS hindab või registreerib auru neeldumist ja kadu proovis gravimeetriliselt, kasutades ülitundlikku kaalu massiresolutsiooniga ±0,1 µg. Osaline aururõhk (suhteline õhuniiskus) genereeritakse proovi ümber elektroonilise massivoolu regulaatori abil küllastunud ja kuivade kandegaaside segamise teel. Euroopa farmakopöa suuniste kohaselt jagati proovid niiskuse omastamise protsendi põhjal nelja kategooriasse (0–0,012% w/w – mittehügroskoopne, 0,2–2% w/w kergelt hügroskoopne, 2–15% mõõdukalt hügroskoopne ja > 15% väga hügroskoopne)23. Euroopa farmakopöa suuniste kohaselt jagati proovid niiskuse omastamise protsendi põhjal nelja kategooriasse (0–0,012% w/w – mittehügroskoopne, 0,2–2% w/w kergelt hügroskoopne, 2–15% mõõdukalt hügroskoopne ja > 15% väga hügroskoopne)23.Euroopa farmakopöa soovituste kohaselt jagati proovid nelja kategooriasse, olenevalt proovide niiskuse imendumise protsendist (0–0,012% w/w – mittehügroskoopne, 0,2–2% w/w kergelt hügroskoopne, 2–15%).% умеренно гигроскопичен и > 15% очень гигроскопичен)23. % mõõdukalt hügroskoopne ja > 15% väga hügroskoopne)23.根据欧洲药典指南，根据样品吸收水分的百分比，样品分为4 类（0-0,012% w/w-0,012非吸湿性、0,2-2% w/w 轻微吸湿性、2-15 % 适度吸湿，> 15% 非常吸湿）23.根据 欧洲 药典 指南 ， 根据 吸收 水分 的 百分比 样品 分为 分为 分为 分为 分为-0% .为 分为 . W/w- 吸湿 性 、 、 、 、 0,2-2% W/w 轻微 、 2-15% 适度 吸湿 ，> 15 %非常吸湿）Euroopa farmakopöa soovituste kohaselt jagatakse proovid nelja klassi, olenevalt proovi poolt imendunud niiskuse protsendist (0–0,012 massiprotsenti – mittehügroskoopsed, 0,2–2 massiprotsenti kergelt hügroskoopsed, 2–15 massiprotsenti).% умеренно гигроскопичен, > 15 % очень гигроскопичен) 23. % mõõdukalt hügroskoopne, > 15% väga hügroskoopne) 23.NFCS X NFCS ja TsN NFCS hügroskoopset efektiivsust määrati analüsaatoril DVS TA TGA Q5000 SA. Selle protsessi käigus mõõdeti jooksuaega, suhtelist õhuniiskust (RH) ja proovi reaalajas kaalu temperatuuril 25 °C24. Niiskusesisaldus arvutatakse täpse NFRCS massianalüüsi abil, kasutades järgmist võrrandit:
MC on NFRCS-i niiskus. m1 – NSAID-ide kuivkaal. m2 on NFRCS-i reaalajas mass antud suhtelise õhuniiskuse juures.
Kogupindala hinnati lämmastiku adsorptsioonikatse abil vedela lämmastikuga pärast proovide tühjendamist temperatuuril 25 °C 10 tunni jooksul (< 7 × 10–3 Torri). Kogupindala hinnati lämmastiku adsorptsioonikatse abil vedela lämmastikuga pärast proovide tühjendamist temperatuuril 25 °C 10 tunni jooksul (< 7 × 10–3 Torri). Общая площадь поверхности оценивалась с помощью эксперимента по адсорбции азорота жидким апополтом образцов при 25 °С в течение 10 ч (< 7 × 10–3 Торр). Kogupindala hinnati lämmastiku adsorptsioonikatse abil vedela lämmastikuga pärast proovide tühjendamist temperatuuril 25 °C 10 tundi (< 7 × 10–3 Torri).在25°C 清空样品10 小时（< 7 × 10-3 Torr）后，使用液氮的氮吸附实验估计总表验估计总表在 25°C Общая площадь поверхности оценивалась с использованием экспериментов по адсорбции азота жидкини азота жидкиним позолтом образцов в течение 10 часов при 25°C (< 7 × 10-3 торр). Kogupindala hinnati lämmastiku adsorptsioonikatsete abil vedela lämmastikuga pärast proovide 10-tunnist tühjendamist temperatuuril 25 °C (< 7 x 10-3 torri).Kogupindala, pooride maht ja NFRCS-i pooride suurus määrati NOVA 1000e (Austria) Quantachrome'iga, kasutades RS 232 tarkvara.
Valmistage täisverest 5% erütrotsüüte (soolalahus lahjendina). Seejärel kandke HFFC alikvoot (0,25 ml) 96-süvendilisele plaadile ja lisage 5% erütrotsüütide massi (0,1 ml). Inkubeerige segu 40 minutit temperatuuril 37 °C. Positiivse kontrollina kasutati punaste vereliblede ja seerumi segu ning negatiivse kontrollina soolalahuse ja punaste vereliblede segu. Hemaglutinatsioon määrati Stajitzky skaala järgi. Pakutud skaalad on järgmised: + + + + tihedad granuleeritud agregaadid; + + + siledad põhjapadjad kumerate servadega; + + siledad põhjapadjad rebitud servadega; + kitsad punased rõngad siledate padjakeste servade ümber; – (negatiivne) eraldiseisev punane nupp 12 alumise süvendi keskel.
NFRCS-i hemosobivust uuriti Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) meetodi (ISO10993-4, 1999)26,27 kohaselt. Kasutati Singhi jt kirjeldatud gravimeetrilist meetodit. Trombi moodustumise hindamiseks NFRCS-i juuresolekul või pinnal tehti väiksemaid muudatusi. 500 mg Cs, Ch NFRCS ja Cp NFRCS-i inkubeeriti fosfaatpuhverdatud soolalahuses (PBS) 24 tundi temperatuuril 37 °C. 24 tunni pärast eemaldati PBS ja NFRCS-i töödeldi 2 ml verega, mis sisaldas 3,8% naatriumtsitraati. NFRCS-i pinnale lisati inkubeeritud proovidele 0,04 ml 0,1 M CaCl2. 45 minuti pärast lisati hüübimise peatamiseks 5 ml destilleeritud vett. NFRK pinnale hüübinud verd töödeldi 36–38% formaldehüüdi lahusega. Formaldehüüdiga fikseeritud hüübed kuivatati ja kaaluti. Tromboosi protsent hinnati, arvutades klaasi kaalu ilma vereta ja proovita (negatiivne kontroll) ning klaasi kaalu verega (positiivne kontroll).
Esialgse kinnitusena visualiseeriti proove optilise mikroskoobi all, et mõista HFFC pinnakatte, omavahel ühendatud Ct ja Ct võrgustiku võimet moodustada poore. NFRCS-ist saadud õhukesed Ch ja Cp lõigud lõigati skalpelli abil välja. Saadud lõik asetati klaasslaidile, kaeti katteklaasiga ja servad kinnitati liimiga. Ettevalmistatud slaide vaadati optilise mikroskoobi all ja neist tehti erineva suurendusega fotod.
Polümeeri sadestumist Ct-võrgustikes visualiseeriti fluorestsentsmikroskoopia abil, mis põhines Rice jt kirjeldatud meetodil.29. Formulatsioonis kasutatud HFFC-kompositsioon segati fluorestsentsvärviga (amarant) ja NFRCS-d (Ch ja Cp) valmistati eelnevalt mainitud meetodil. Formulatsioonis kasutatud HFFC-kompositsioon segati fluorestsentsvärviga (amarant) ja NFRCS-d (Ch ja Cp) valmistati eelnevalt mainitud meetodil.Valmistamiseks kasutatud HFFC-kompositsioon segati fluorestsentsvärvainega (amarant) ja NFRCS (Ch ja Cp) saadi eelnevalt mainitud meetodil.将用于配方的HFFC 组合物与荧光染料（苋菜）混合，并按照前面提到的FR斶峈Ch刈到的FR斤Cp).将用于配方的HFFC 组合物与荧光染料（苋菜）混合，并按照前面提到的FR斶峈Ch刈到的FR斤Cp).Nagu varem mainitud, segati formulatsioonis kasutatud HFFC-kompositsioon fluorestsentsvärviga (amarant) ja lisati NFRCS-i (Ch ja Cp).Saadud proovidest lõigati õhukesed NFRK lõigud, asetati klaasslaididele ja kaeti katteklaasidega. Ettevalmistatud slaide uurige fluorestsentsmikroskoobi all, kasutades rohelist filtrit (310–380 nm). Pildid tehti 4-kordse suurendusega, et mõista Ct seoseid ja liigse polümeeri sadestumist Ct-võrgustikus.
NFRCS Ch ja Cp pinna topograafiat määrati aatomjõumikroskoobi (AFM) abil, kasutades üliteravat TESP-konsoolvarda koputusrežiimis: 42 N/m, 320 kHz, ROC 2-5 nm, Bruker, Taiwan. Pinna karedus määrati ruutkeskmise (RMS) abil, kasutades tarkvara (Scanning Probe Image Processor). Pinna ühtluse kontrollimiseks renderdati 3D-piltidel erinevad NFRCS-i asukohad. Antud ala skoori standardhälvet defineeritakse kui pinnakaredus. NFRCS31 pinnakareduse kvantifitseerimiseks kasutati RMS-võrrandit.
FESEM-põhised uuringud viidi läbi FESEM-i (SU8000, HI-0876-0003, Hitachi, Tokyo) abil, et mõista Ch NFRCS-i ja Cp NFRCS-i pinnamorfoloogiat, millel oli parem BCT kui Cm NFRCS-il. FESEM-uuring viidi läbi Zhao jt kirjeldatud meetodil 32 väikeste muudatustega. 20–30 mg Ch NFRCS-i ja Cp NFRCS-i segati eelnevalt 20 µl 3,8% naatriumtsitraadiga, mis oli eelnevalt segatud roti verega. Verega töödeldud proovidele lisati koagulatsiooni alustamiseks 20 μl 0,2 M CaCl2 ja proove inkubeeriti toatemperatuuril 10 minutit. Lisaks eemaldati NFRCS-i pinnalt liigsed erütrotsüüdid soolalahusega loputades.
Järgnevaid proove töödeldi 0,1% glutaraldehüüdiga ja kuivatati seejärel niiskuse eemaldamiseks kuumaõhuahjus temperatuuril 37 °C. Kuivatatud proovid kaeti ja analüüsiti32. Muud analüüsi käigus saadud kujutised olid hüübe moodustumine üksikute puuvillakiudude pinnal, polümeeri sadestumine Ct vahel, erütrotsüütide morfoloogia (kuju), hüübe terviklikkus ja erütrotsüütide morfoloogia NFRCS-i juuresolekul. Töötlemata NFRCS-alasid ning Ch ja Cp-ga töödeldud NFRCS-alasid, mida inkubeeriti verega, skaneeriti elementaarsete ioonide (naatrium, kaalium, lämmastik, kaltsium, magneesium, tsink, vask ja seleen) suhtes33. Võrrelge elementaarsete ioonide protsente töödeldud ja töötlemata proovide vahel, et mõista elementaarsete ioonide akumuleerumist hüübe moodustumise ajal ja hüübe homogeensust.
Cp HFFC pinnakatte paksus Ct pinnal määrati FESEM-i abil. Cp NFRCS ristlõiked lõigati raamist välja ja kaeti pihustusvärviga. Saadud pihustuskatte proove vaadeldi FESEM-i abil ja mõõdeti pinnakatte paksust 34, 35, 36.
Röntgenmikro-KT pakub kõrglahutusega 3D-mittepurustavat pildistamist ja võimaldab uurida NFRK sisemist struktuurilist paigutust. Mikro-KT kasutab proovi läbivat röntgenkiirt, et registreerida proovis olevate röntgenkiirte lokaalset lineaarset sumbumiskordajat, mis aitab saada morfoloogilist teavet. Ct sisemist asukohta Cp NFRCS-is ja verega töödeldud Cp NFRCS-is uuriti mikro-KT abil, et mõista neeldumise efektiivsust ja vere hüübimist NFRCS-i juuresolekul37,38,39. Verega töödeldud ja töötlemata Cp NFRCS-proovide 3D-struktuurid rekonstrueeriti mikro-KT abil (V|tome|x S240, Phoenix, Saksamaa). VG STUDIO-MAX tarkvara versiooni 2.2 abil tehti NFRCS-i 3D-piltide loomiseks mitu röntgenpilti erinevate nurkade alt (ideaaljuhul 360° katvus). Kogutud projektsiooniandmed rekonstrueeriti 3D-mahulisteks piltideks vastava lihtsa 3D ScanIP Academic tarkvara abil.
Lisaks lisati verehüübe jaotuse mõistmiseks NFRCS-i 20 µl eelnevalt segatud tsitraadiga töödeldud verd ja 20 µl 0,2 M CaCl2, et käivitada vere hüübimine. Ettevalmistatud proovid lasti kõveneda. NFRK pinda töödeldi 0,5% glutaraldehüüdiga ja kuivatati kuumaõhuahjus temperatuuril 30–40 °C 30 minutit. NFRCS-ile tekkinud verehüüve skaneeriti, rekonstrueeriti ja visualiseeriti verehüübe 3D-pilt.
Cp NFRCS-iga (parim võrreldes Ch NFRCS-iga) viidi läbi antibakteriaalsed testid, kasutades eelnevalt kirjeldatud meetodit väikeste muudatustega. Cp NFRCS-i ja Cp HFFC-i antibakteriaalset aktiivsust määrati kolme erineva testmikroorganismi [S. aureus (grampositiivsed bakterid), E. coli (gramnegatiivsed bakterid) ja valge Candida (C. albicans)] abil, mis kasvasid agaril Petri tassides inkubaatoris. Inokuleerige agarsöötmele ühtlaselt 50 ml lahjendatud bakterikultuuri suspensiooni kontsentratsiooniga 105-106 CFU ml-1. Valage sööde Petri tassi ja laske sel taheneda. Agarplaadi pinnale tehti süvendid HFFC-ga täitmiseks (3 süvendit HFFC ja 1 negatiivse kontrolli jaoks). Lisage 3 süvendisse 200 µl HFFC-d ja 4. süvendisse 200 µl pH 7,4 PBS-i. Petri tassi teisele küljele asetage tahkestunud agarile 12 mm Cp NFRCS ketas ja niisutage PBS-iga (pH 7,4). Tsiprofloksatsiini, ampitsilliini ja flukonasooli tablette peetakse Staphylococcus aureus'e, Escherichia coli ja Candida albicans'i võrdlusstandarditeks. Mõõtke inhibitsioonitsooni käsitsi ja tehke inhibitsioonitsoonist digitaalne pilt.
Pärast institutsionaalse eetilise heakskiidu saamist viidi uuring läbi Kasturba Meditsiinikolledžis Haridus- ja Teadusministeeriumis Manipalis Karnatakas Lõuna-Indias. In vitro TEG eksperimentaalse protokolli on läbi vaadanud ja heaks kiitnud Kasturba Meditsiinikolledži institutsionaalne eetikakomitee Manipalis Karnatakas (IEC: 674/2020). Katsealused värvati haigla verepangast vabatahtlike veredoonorite (vanuses 18–55) hulgast. Lisaks saadi vabatahtlikelt teadliku nõusoleku vorm vereproovide võtmiseks. Natiivset TEG-d (N-TEG) ​​kasutati Cp HFFC formulatsiooni mõju uurimiseks naatriumtsitraadiga eelnevalt segatud täisverele. N-TEG on laialdaselt tuntud oma rolli poolest ravikohas elustamises, mis tekitab arstidele probleeme tulemuste kliiniliselt olulise viivituse tõttu (rutiinsed hüübimistestid). N-TEG analüüs viidi läbi täisverega. Kõigilt osalejatelt saadi teadlik nõusolek ja üksikasjalik haiguslugu. Uuringusse ei kaasatud osalejaid, kellel esinesid hemostaatilised või trombootilised tüsistused, näiteks rasedus/sünnitusjärgne periood või maksahaigus. Uuringust jäeti välja ka katsealused, kes võtsid hüübimiskaskaadi mõjutavaid ravimeid. Kõigile osalejatele tehti standardsete protseduuride kohaselt põhilised laboratoorsed testid (hemoglobiin, protrombiiniaeg, aktiveeritud tromboplastiin ja trombotsüütide arv). N-TEG määrab verehüübe viskoelastsuse, algse hüübe struktuuri, osakeste interaktsiooni, hüübe tugevnemise ja hüübe lüüsi. N-TEG analüüs annab graafilisi ja numbrilisi andmeid mitmete rakuliste elementide ja plasma kollektiivse mõju kohta. N-TEG analüüs viidi läbi kahel erineval Cp HFFC mahul (10 µl ja 50 µl). Selle tulemusena lisati 10 μl Cp HFFC-le 1 ml täisverd sidrunhappega. Lisage 20 µl 0,2 M CaCl2 sisaldavale TEG tassile 1 ml (Cp HFFC + tsitraatveri) ja 340 µl segaverd. Seejärel laaditi TEG-tassid TEG® 5000, US-i, et mõõta R, K, alfa-nurka, MA-d, G-d, CI-d, TPI-d, EPL-i, LY-d 30% vereproovidest Cp HFFC41 juuresolekul.
In vivo uuringu protokolli vaatas läbi ja kiitis heaks Manipali Kõrgharidusinstituudi Kasturba Meditsiinikooli Loomade Eetikakomitee (IAEC) (IAEC/KMC/69/2020). Kõik loomkatsed viidi läbi vastavalt loomkatsete kontrolli ja järelevalve komitee (CPCSEA) soovitustele. Kõik in vivo NFRCS uuringud (2 × 2 cm2) viidi läbi emaste Wistari rottidega (kaaluga 200–250 g). Kõik loomad harjutati temperatuuril 24–26 °C, loomadel oli vaba juurdepääs standardtoidule ja veele ad libitum. Kõik loomad jagati juhuslikult erinevatesse rühmadesse, igas rühmas oli kolm looma. Kõik uuringud viidi läbi vastavalt loomkatsete aruandele in vivo katsetes 43. Enne uuringut anesteseeriti loomad 20–50 mg ketamiini (1 kg kehakaalu kohta) ja 2–10 mg ksülasiini (1 kg kehakaalu kohta) segu intraperitoneaalse (ip) manustamisega. Pärast uuringut arvutati verejooksu maht, hinnates proovide alg- ja lõppkaalu erinevust, proovi verejooksu mahuks loeti kolme testiga saadud keskmine väärtus.
Roti saba amputatsioonimudelit rakendati, et mõista NFRCS-i potentsiaali verejooksu moduleerimiseks trauma, lahingutegevuse või liiklusõnnetuse korral (vigastusmudel). Lõigake skalpelli teraga ära 50% sabast ja asetage see 15 sekundiks õhku, et tagada normaalne verejooks. Lisaks asetati testproovid roti sabale survet avaldades (Ct, Cs, Ch NFRCS ja Cp NFRCS). Testproovide (n = 3) kohta teatati verejooksust ja PCT-st17,45.
NFRCS-i rõhukontrolli efektiivsust lahingutegevuses uuriti pindmise reiearteri mudelil. Reiearter paljastati, punkteeriti 24G trokaariga ja veritseti 15 sekundi jooksul. Pärast kontrollimatu verejooksu täheldamist asetati testproov punktsioonikohta ja avaldati survet. Vahetult pärast testproovi pealekandmist registreeriti hüübimisaeg ja hemostaasi efektiivsust jälgiti järgmise 5 minuti jooksul. Sama protseduuri korrati Cs ja Ct46-ga.
Dowling jt.47 pakkusid välja maksakahjustuse mudeli, et hinnata hemostaatiliste materjalide hemostaatilist potentsiaali intraoperatiivse verejooksu kontekstis. BCT registreeriti Ct proovide (negatiivne kontroll), Cs raamistiku (positiivne kontroll), Ch NFRCS proovide ja Cp NFRCS proovide puhul. Roti suprahepaatiline õõnesveen paljastati mediaanse laparotoomia abil. Seejärel lõigati kääridega välja vasaku sagara distaalne osa. Tehke skalpelliga sisselõige maksa ja laske sel paar sekundit veritseda. Täpselt kaalutud Ch NFRCS ja Cp NFRCS testproovid asetati kahjustatud pinnale ilma positiivse rõhuta ja registreeriti BCT. Seejärel rakendati kontrollrühmale (Ct) survet, millele järgnes Cs 30 s47 ilma vigastust purustamata.
Arendatud polümeerpõhiste NFRCS-ide haavade paranemisomaduste hindamiseks viidi läbi in vivo haavade paranemise testid, kasutades ekstsisioonihaava mudelit. Ekstsisioonihaavade mudelid valiti välja ja teostati vastavalt varem avaldatud meetoditele väikeste muudatustega19,32,48. Kõik loomad tuimestati vastavalt eelnevalt kirjeldatule. Biopsiaauguga (12 mm) tehti selja nahale ümmargune sügav sisselõige. Ettevalmistatud haavakohad kaeti Cs-ga (positiivne kontroll), Ct-ga (arvestades, et vatipadjad takistavad paranemist), Ch NFRCS-iga ja Cp NFRCS-iga (katserühm) ning negatiivse kontrolliga ilma igasuguse ravita. Igal uuringupäeval mõõdeti kõigil rottidel haava pindala. Haavapiirkonna pildistamiseks kasutati digikaamerat ja pandi peale uus side. Haava sulgumise protsent mõõdeti järgmise valemi abil:
Uuringu 12. päeval haavade sulgumise protsendi põhjal lõigati parima rühma roti nahk välja ((Cp NFRCS) ja kontrollrühmal) ning uuriti H&E värvimise ja Massoni trikroomvärvimise abil. Uuringu 12. päeval haavade sulgumise protsendi põhjal lõigati parima rühma roti nahk välja ((Cp NFRCS) ja kontrollrühmal) ning uuriti H&E värvimise ja Massoni trikroomvärvimise abil.Uuringu 12. päeval haavade sulgumise protsendi põhjal lõigati parima rühma ((Cp NFRCS) ja kontrollrühma) rottide nahk välja ja uuriti värvimise teel hematoksüliin-eosiini ja Massoni trikroomiga.根据研究第12天的伤口闭合百分比，切除最佳组((Cp NFRCS)和对照组)的大鼠皮肤，进行H&E染色和Masson三色染色研究.根据研究第12天的伤口闭合百分比，切除最佳组((Cp NFRCS)和对照组)的大鼠皮肤，进行H&E染色和眳组）Parima rühma ((Cp NFRCS) ja kontrollrühma) rotid lõigati uuringu 12. päeval haavade sulgumise protsendi põhjal hematoksüliin-eosiini värvimiseks ja Massoni trikroomi värvimiseks välja.Rakendatud värvimisprotseduur viidi läbi vastavalt eelnevalt kirjeldatud meetoditele49,50. Lühidalt, pärast 10% formaliinis fikseerimist dehüdreeriti proovid gradueeritud alkoholide seeria abil. Kasutage mikrotoomi, et saada eemaldatud koest õhukesed lõigud (5 µm paksused). Kontrollproovide ja Cp NFRCS-i õhukesi seerialõike töödeldi hematoksüliini ja eosiiniga, et uurida histopatoloogilisi muutusi. Kollageenifibrillide moodustumise tuvastamiseks kasutati Massoni trikroomvärvi. Saadud tulemusi uurisid patoloogid pimesi.
Cp NFRCS-proovide stabiilsust uuriti toatemperatuuril (25 °C ± 2 °C/60% suhteline õhuniiskus ± 5%) 12 kuu jooksul51. Cp NFRCS-i (pinna värvimuutus ja mikroobide kasv) kontrolliti visuaalselt ning testiti voltimiskindluse ja murdumiskindluse suhtes vastavalt ülaltoodud meetoditele, mida on kirjeldatud jaotises Materjalid ja meetodid.
Cp NFRCS-i skaleeritavust ja reprodutseeritavust uuriti, valmistades Cp NFRCS-i suurusega 15 × 15 cm2. Lisaks lõigati erinevatest Cp NFRCS-i fraktsioonidest välja 30 mg proovid (n = 5) ja uuritud proovide veresuhkrut hinnati, nagu on kirjeldatud varem meetodite osas.
Oleme püüdnud Cp NFRCS-kompositsioone kasutades välja töötada mitmesuguseid kujusid ja struktuure mitmesuguste biomeditsiiniliste rakenduste jaoks. Selliste kujude või konfiguratsioonide hulka kuuluvad koonilised tampoonid ninaverejooksu ja hambaraviprotseduuride jaoks ning silindrilised tampoonid vaginaalse verejooksu jaoks.
Kõik andmekogumid on väljendatud keskmisena ± standardhälve ja neid analüüsiti ANOVA abil, kasutades Prism 5.03 (GraphPad, San Diego, CA, USA), millele järgnes Bonferroni mitmekordse võrdluse test (*p<0,05).
Kõik inimestega tehtud uuringutes läbiviidud protseduurid vastasid Instituudi ja Riikliku Teadusnõukogu standarditele, samuti 1964. aasta Helsingi deklaratsioonile ja selle hilisematele muudatustele või sarnastele eetikanormidele. Kõiki osalejaid teavitati uuringu iseärasustest ja selle vabatahtlikkusest. Osalejate andmed jäävad pärast kogumist konfidentsiaalseks. In vitro TEG eksperimentaalse protokolli on läbi vaadanud ja heaks kiitnud Kasturba Meditsiinikolledži eetikakomitee Manipalis, Karnatakas (IEC: 674/2020). Vabatahtlikud allkirjastasid teadliku nõusoleku vereproovide võtmiseks.
Kõik loomkatsetes läbi viidud protseduurid viidi läbi vastavalt Manipali Kõrgharidusinstituudi Kastuba meditsiiniteaduskonna juhistele (IAEC/KMC/69/2020). Kõik kavandatud loomkatsed viidi läbi vastavalt loomkatsete kontrolli ja järelevalve komitee (CPCSEA) suunistele. Kõik autorid järgivad ARRIVE'i suuniseid.
Kõigi NFRCS-ide FTIR-spektreid analüüsiti ja võrreldi joonisel 2A näidatud kitosaani spektriga. Kitosaani iseloomulikud spektraalpiigid (registreeritud) olid lainepikkustel 3437 cm⁻¹ (OH ja NH venitus, kattumine), 2945 ja 2897 cm⁻¹ (CH venitus), 1660 cm⁻¹ (NH2 deformatsioon), 1589 cm⁻¹ (N–H painutamine), 1157 cm⁻¹ (silla venitus O–), 1067 cm⁻¹ (venitus C–O, sekundaarne hüdroksüülrühm), 993 cm⁻¹ (venitus CO, Bo-OH) 52,53,54. Lisatabel S1 näitab kitosaani (reportervalk), puhta kitosaani, Cm, Ch ja Cp FTIR-spektrite NFRCS-ide neeldumisspektreid. Kõigi NFRCS-ide (Cm, Ch ja Cp) FTIR-spektrid näitasid samu iseloomulikke neeldumisribasid kui puhta kitosaani puhul ilma oluliste muutusteta (joonis 2A). FTIR-i tulemused kinnitasid NFRCS-i väljatöötamisel kasutatud polümeeride vahelise keemilise või füüsikalise interaktsiooni puudumist, mis näitab, et kasutatud polümeerid on inertsed.
Cm NFRCS-i, Ch NFRCS-i, Cp NFRCS-i ja Cs-i in vitro iseloomustus. (A) kujutab kitosaani ja Cm NFRCS-i, Ch NFRCS-i ja Cp NFRCS-i koostiste kombineeritud FTIR-spektreid kokkusurumise all. (B) a) NFRCS-i Cm, Ch, Cp ja Cg täisvere omastamise kiirus (n = 3); Ct proovid näitasid kõrgemat BAR-i, kuna vatitupsul on suurem neeldumisvõime; b) Veri pärast vere imendumist. Imendunud proovi illustratsioon. Testproovi C BCT graafiline esitus (Cp NFRCS-il oli parim BCT (15 s, n = 3)). C, D, E ja G andmed on esitatud keskmisena ± standardhälve ning vearibad tähistavad standardhälvet, ***p < 0,0001. C, D, E ja G andmed on esitatud keskmisena ± standardhälve ning vearibad tähistavad standardhälvet, ***p < 0,0001. Данные в C, D, E ja G представлены как среднее ± стандартное отклонение, а планки погрешностей представлендантклста, представленданиют ***p <0,0001. C, D, E ja G andmed on esitatud keskmisena ± standardhälve ning vearibad tähistavad standardhälvet, ***p<0,0001. C、D、E 和G 中的数据显示为平均值± SD，误差线代表SD，***p < 0,0001. C、D、E 和G 中的数据显示为平均值± SD，误差线代表SD，***p < 0,0001. Данные в C, D, E ja G показаны как среднее значение ± стандартное отклонение, планки погрешностей представляют отклонение, ***p <0,0001. C, D, E ja G andmed on esitatud keskmisena ± standardhälve, vearibad tähistavad standardhälvet, ***p<0,0001.