Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Vera Sperber

Evaluation von drei neuen synthetischen Gewebeklebern im Leberteilresektionsmodell der Ratte

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-104357

title (engl.)

Evaluation of three novel synthetic wound sealants in the partial rat liver resection model

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/sperberv_ws13.pdf

abstract (deutsch)

Trotz modernster chirurgischer Techniken stellt die Blutungsgefahr nach Resektionen an parenchymatösen Organen wie der Leber die größte Komplikation dar. Diese Problematik indiziert die Anwendung von topischen Hämostatika, die sich nach Substanzform (Kleber, Spray, Puder, Schwamm), Herkunft (pflanzlich, synthetisch, aus Tier- und Humanplasma) und Wirkungsweise (aktiv, passiv, abdichtend) unterscheiden lassen. Trotz dieser Vielzahl an Produkten erfüllt keines alle Anforderungen an ein Hämostatikum, das sicher, effektiv, gut verträglich, bioabbaubar, nicht allergen und preisgünstig sein soll.

In dieser Arbeit wurden drei neuartige synthetische Kleber (K1, K2, K3) der Bayer MaterialScience AG auf Basis von thermoplastischem Urethan auf hämostatische Eigenschaften, Funktionalität, Prävention von intraabdominalen Adhäsionen, Verträglichkeit und Bioabbaubarkeit untersucht. Vergleichend wurde der bereits klinisch etablierte Fibrinkleber Beriplast und NaCl als Kontrollsubstanz getestet. Dazu wurde in der männlichen Wistar-Ratte eine scharfe nicht-anatomische 15 %-Leberresektion durchgeführt und das Testagens aufgetragen. Nach Erfassung intraoperativer Messparameter und einer Messreihe im µCT zum Kleberabbau wurde das Tier nach 14, 21 oder 90 Tagen zur histologischen Untersuchung euthanasiert.

Alle Polyurethankleber (K1, K2, K3) erzielten eine genauso effektive Hämostase wie Beriplast und hatten eine höchstsignifikant geringere Blutungszeit und -menge verglichen mit der NaCl-Kontrollgruppe. Keiner der synthetischen Kleber zeigte eine toxische Auswirkung in Laborparametern, Leberregeneration oder histologischer Untersuchung. Auch im Überleben gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen allen Gruppen. Während K1 und K3 nahezu und Beriplast vollständig nach 90 Tagen resorbiert waren, baute K2 fast gar nicht ab und zeigte in Arealen mit Kleberresten eine histiozytäre Entzündung mit Fremdkörperreaktion. Diese war auch bei K1 und K3 zu früheren Zeitpunkten erkennbar, hinterließ jedoch nur eine Narbe wie bei NaCl und Beriplast, wenn der Kleber vollständig resorbiert war. K1 und K3 konnten wie Beriplast intraabdominale Adhäsionen signifikant gegenüber K2 und NaCl verringern. Allerdings haftete K2 wie Beriplast der Wundfläche besser an als K1 und K3.

Ziel ist es, basierend auf den Erkenntnissen dieser Studie, die Polyurethanklebermischung so zu optimieren, dass eine gute Anhaftung an die Wundfläche unter Beibehaltung der Bioabbaubarkeit gewährleistet wird.

Dann stellt der Polyurethankleber eine gute Alternative zu Fibrinkleber dar, da er einfach in der Anwendung und nicht allergen ist und darüber hinaus keine Gefahr der Virusübertragung birgt.

abstract (englisch)

Instead of modern surgical techniques, hemorrhage is the most common complication after resection on parenchymal organs like liver. For treating such problems, topical hemostatic agents are indicated. They can be differentiated by their application form (sealant, spray, powder, sponge), origin (herbal, synthetic, animal or human derived plasma), and mode of action (active, passive, sealing). Although there is this huge number of products, none of them exhibit all properties, which a hemostat should fulfill: safe, effective, tissue compatible, biodegradable, non antigenic and cheap.

In this study we evaluated three novel synthetic wound sealants from Bayer MaterialScience AG, based on polyurethane regarding hemostatic properties, functionality, prevention of intra-abdominal adhesions, tissue compatibility and biodegradation. In comparison we tested the already established and widely used fibrin sealant Beriplast and Sodium Chloride (NaCl) as a control solution. Therefore we induced a sharp non-anatomic 15 % liver resection in male wistar rats. The substance to be tested was applied to the wound area. After measuring intra-operative parameters and micro Computed Tomography (µCT) measurements for showing biodegradation, the animals were sacrificed on day 14, 21 or 90 post operation for histological analysis.

All synthetic sealants (K1, K2, K3) showed similar efficiency like Beriplast and reached significantly lower values for bleeding time and mass compared to NaCl control group. None of the sealants showed any toxicity in blood parameters, liver regeneration and histological analysis. Also survivability showed no statistically significant differences between the groups. While K1 and K3 were nearly and Beriplast was completely absorbed after 90 days, K2 did not show any biodegradation. Regions with remnants of sealant appeared as histiocytic inflammation with foreign body reaction. This was seen extensively in K2 even after 90 d. In K1 and K3 on the other hand there were only small reactive regions, until sealant remnants were there. Whenever the sealant was degraded, there was just a scar left as also seen in NaCl and Beriplast. K1 and K3 significantly reduced intraabdominal adhesions in comparison to K2 and NaCl. However K2 like Beriplast, showed better adhesive strength to the wound area than K1 and K3.

Based on the results of this study, one major goal is to optimize the mixture of the polyurethane sealant, so that it reaches good adhesive strength and the ability to biodegrade. Then polyurethane sealant is a good alternative to Beriplast, because it is easy to use, non antigenic and does not contain the risk of virus transmission like fibrin sealant.

keywords

Leberresektion, Gewebekleber, Ratte, liver resection, wound sealant, rat

kb

4.456