Biocompatibilidad de la nueva albúmina

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 12749 (2022) Citar este artículo

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Muchos procedimientos médicos podrían beneficiarse del uso de selladores de tejidos que permiten reducir el tiempo de cirugía, limitar la pérdida de sangre, facilitar el manejo de los tejidos y reducir las complicaciones posoperatorias. La seguridad y la biocompatibilidad de los selladores quirúrgicos son de suma importancia, por lo tanto, el objetivo de este estudio es investigar la biocompatibilidad del adhesivo quirúrgico NE'X Glue. Se evaluó la caracterización química (COV y elementos), citotoxicidad (elución MEM), genotoxicidad (AMES y MLA), contaminación por endotoxinas, potencial de sensibilización, reactividad intracutánea, toxicidad sistémica aguda y subcrónica con implantación, así como pirogenicidad para investigar la biocompatibilidad de la NE Adhesivo quirúrgico 'X Glue. Los estudios se realizaron de acuerdo con las normas ISO 10993. Se cumplieron los requisitos de biocompatibilidad según ISO 10993-1 para NE'X Glue. Los estudios in vitro demostraron que el adhesivo quirúrgico NE'X Glue no es citotóxico ni mutagénico. Además, los estudios in vivo demostraron que NE'X Glue no muestra signos de toxicidad, no tiene potencial pirogénico y no es sensibilizante ni irritante. La caracterización química mostró que no se identificaron compuestos por encima del umbral de evaluación analítica (AET), y no se detectaron elementos con concentraciones superiores a la PDE específica del elemento (µg/día). El adhesivo quirúrgico NE'X Glue es un nuevo sellador quirúrgico versátil y prometedor con una amplia gama de aplicaciones potenciales y muy buena biocompatibilidad.

Cada año, se realizan innumerables procedimientos médicos para permitir el cierre de heridas, detener el sangrado y prevenir fugas. Los métodos convencionales para lograr la hemostasia incluyen el uso de grapas, suturas, clips y electrocoagulación. Aunque estos métodos funcionan bien para la mayoría de los procedimientos, en aplicaciones más desafiantes, no funcionan tan bien1. Las suturas son las más utilizadas, pero también se caracterizan por muchas desventajas. Su colocación puede ser desafiante y llevar mucho tiempo, induce daño y la reacción inmunológica del tejido aumenta la posibilidad de infección microbiana. Por lo tanto, muchos procedimientos médicos podrían beneficiarse del uso de selladores de tejidos que permiten reducir el tiempo de cirugía, limitar la pérdida de sangre, manipular los tejidos con mayor facilidad y reducir las complicaciones posoperatorias. Además, el uso de adhesivos reduce o elimina la tensión de carga localizada entre las superficies fracturadas2,3. Los adhesivos quirúrgicos se están convirtiendo en el estándar de oro en la práctica clínica como complemento de los métodos estándar para lograr la hemostasia y evitar las fugas de aire y líquido durante las cirugías. Las propiedades físicas y la fuerza de adhesión del sellador para sellar el área de la herida sin limitar la función y el movimiento del tejido son factores clave para su implementación exitosa en la práctica clínica. De manera óptima, los selladores quirúrgicos deben ser biodegradables sin causar una respuesta inflamatoria, polimerizarse bien en un ambiente húmedo, poseer una fuerza adhesiva satisfactoria y cumplir con los requisitos de biocompatibilidad con una toxicidad tisular nula o mínima4,5,6.

Tal como se define en la norma ISO 10993-1, la biocompatibilidad es la capacidad de un dispositivo o material médico para funcionar con una respuesta adecuada del huésped en una aplicación específica7. El objetivo final de las pruebas de biocompatibilidad es reducir los riesgos asociados con los dispositivos médicos dentro de los límites establecidos por la legislación pertinente, pero los resultados de las pruebas de biocompatibilidad de un producto pueden estar en cualquier extremo del espectro permitido. El grado de biocompatibilidad se correlaciona con el riesgo de uso clínico del dispositivo médico, es decir, el riesgo de aparición de reacciones adversas es inversamente proporcional a los resultados de las pruebas de biocompatibilidad. El uso de dispositivos médicos no biocompatibles puede tener graves consecuencias para la salud, incluida la toxicidad sistémica y la muerte. Es particularmente importante en el caso de los dispositivos médicos de clase III, que se asocian a un alto riesgo. La seguridad y la biocompatibilidad de los selladores quirúrgicos son de suma importancia, por lo que en el presente estudio se investigó la biocompatibilidad del adhesivo quirúrgico NE'X Glue según la norma ISO 10993.

NE'X Glue es un adhesivo quirúrgico de dos componentes compuesto por solución de albúmina purificada y solución de aldehído, que se esteriliza mediante radiación gamma (Fig. 1). Las soluciones se dispensan mediante un sistema de entrega controlada y puntas de aplicador que se esterilizan mediante EO. Las puntas de jeringa y aplicador de doble cámara están diseñadas para proporcionar una mezcla precisa y reproducible de los componentes durante la aplicación. Este adhesivo quirúrgico comienza a polimerizar alrededor de 20 s y se polimeriza por completo dentro de los 2 minutos posteriores a la aplicación. Durante la aplicación de NE'X Glue, la solución de aldehído y la solución de albúmina comienzan a mezclarse dentro de la punta del aplicador. Al entrar en contacto con el tejido en el sitio de aplicación, la solución de aldehído se entrecruza con la solución de albúmina y las proteínas del tejido creando un sello. El enlace entre el aldehído, la albúmina y las proteínas tisulares se conoce como enlace covalente. Durante el proceso de polimerización, las cadenas laterales de lisina de las proteínas se entrecruzan (se unen covalentemente) con el aldehído.

Foto de pegamento NE'X.

Los métodos utilizados en este estudio se describieron previamente de manera extensa en nuestra publicación anterior8. Por lo tanto, solo se proporciona una breve descripción en las secciones de Material y Métodos siempre que sea posible. La información detallada está presente en "Materiales complementarios". Las líneas celulares se compraron de ATCC, los reactivos para el cultivo celular se compraron de Thermo Fisher Scientific, Polonia, y todos los compuestos químicos se compraron de Sigma, Polonia, a menos que se indique lo contrario.

Todos los estudios se realizaron de acuerdo con las pautas de la Declaración de Helsinki, aprobadas por el I Comité de Ética Local en Varsovia, y se realizaron bajo los códigos de protocolo 738/2018, 879/2019 y 864/2019. Los protocolos experimentales fueron aprobados tanto por el I Comité Ético Local de Experimentación Animal de Varsovia como por el Instituto Biomédico Europeo.

Todos los resultados se presentaron como media ± desviación estándar (DE). La toxicidad subaguda combinada con los resultados de la implantación se analizaron mediante la prueba T heteroscedástica de dos colas. Se utilizó el software GraphPad Prism (versión 9.3.1; GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, EE. UU.) para todas las evaluaciones. p < 0,05 se consideró estadísticamente significativo.

Las condiciones de extracción se eligieron en base a la norma ISO 10993-12 y estudiaron las normas ISO apropiadas9. Brevemente, las extracciones se prepararon incubando el material de prueba con un medio de extracción adecuado a 37 ± 1 °C durante 72 ± 2 h, a menos que se indique lo contrario. Se eligieron 37 grados porque las temperaturas más altas pueden causar la degradación de la muestra analizada debido al alto contenido de proteínas. El volumen de extracción se derivó de la Tabla 1: Áreas de superficie estándar y volúmenes de líquido de extracción, ISO 10993-12, y se determinó en 0,2 g/mL9. Los extractos no se centrifugaron, filtraron ni alteraron de ningún otro modo antes de la dosificación. El extracto era claro sin la presencia de partículas. Los extractos se utilizaron dentro de las 24 h de preparación.

De acuerdo con la norma ISO 10993-18, se realizó un análisis semicuantitativo de VOC (compuestos orgánicos volátiles) en el extracto acuoso de NE'X Glue10. Además, se realizó un análisis cuantitativo de la concentración de elementos en el extracto acuoso de NE'X Glue.

Suponiendo un factor de incertidumbre de 2, el uso de pegamento NE'X por paciente y el umbral de concierto toxicológico de 1,5 µg/día, el AET se calculó en 0,015 µg/ml.

Los datos adicionales están disponibles en los "Materiales complementarios".

La citotoxicidad se evaluó cuantitativamente utilizando el método MEM Elution basado en ISO 10993-5 e ISO 10993-12 y se describió anteriormente8,9,11. Brevemente, NE'X Glue se extrajo en MEM de concentración simple durante 24 ± 1 h a 37 ± 1 °C utilizando una proporción de extracción de 0,2 g/ml. Después de la extracción, se dosificaron 600 µL de extractos para triplicar monocapas de células L929 y se incubaron en presencia de 5 ± 0,1 % de CO2, 95 % de humedad durante 24 ± 1 h. Se usó DMSO como control positivo y extracto de HDPE como control negativo. A continuación, se dispensaron en cada pocillo 100 µl de solución de tinción recién preparada (mezcla de solución de azul de tripano con MEM de concentración única en una proporción de 1:1). Finalmente, la citotoxicidad se evaluó mediante observaciones microscópicas según la Tabla 1 incluida en la norma ISO 10993-5.

Extracción de NE'X Glue para estudios de genotoxicidad.

La cantidad de extraíbles se evaluó mediante un pre-experimento "Determinación de extraíbles" según ISO 10993-312. En base a los resultados, se eligió el Método C: extracción de acuerdo con la norma ISO 10993-129. La extracción se realizó utilizando un vehículo de extracción apropiado.

Como se describió anteriormente, en base a las normas ISO 10993-3, ISO 10993-12, ISO 10993-33 y OECD Test No 490, la genotoxicidad de NE'X Glue se evaluó mediante el ensayo de linfoma de ratón9,12,13,14,15. Los datos adicionales están disponibles en los "Materiales complementarios".

La genotoxicidad de NE'X Glue se evaluó utilizando la prueba de mutación inversa bacteriana AMES Penta 2 (Xenometrix) disponible en el mercado de acuerdo con las normas ISO 10993-3, ISO 10993-12, ISO 10993-33 y la prueba OECD n.º 4719,12,14,16 . Los datos adicionales están disponibles en los "Materiales complementarios".

Las endotoxinas se midieron usando Pierce Chromogenic Endotoxin Quant K, que está en relación con 85. Bacterial Endotoxin Test, US Pharmacopoeia17. El NE'X Glue se extrajo en agua para inyección utilizando una relación de extracción de 0,2 g/ml. La curva estándar se preparó de acuerdo con las instrucciones del fabricante (R2 = 0,9946). La validación interna del experimento se realizó añadiendo a las muestras 0,5 UE/ml de endotoxina. Las muestras no enriquecidas y enriquecidas se analizaron para determinar las respectivas concentraciones de endotoxina. Para que la prueba sea válida, la diferencia entre los dos valores de endotoxina calculados debe ser igual a la concentración conocida (0,5 UE/ml) de la adición ± 25 %.

El potencial de sensibilización del NE'X Glue se analizó de acuerdo con la norma ISO 10993-10 utilizando la prueba de maximización del conejillo de indias (GPMT)18. Brevemente, NE'X Glue se extrajo usando cloruro de sodio y aceite de semilla de algodón. Luego, 30 cobayos macho (Dunkin-Hartley) fueron asignados aleatoriamente a grupos de estudio (10 animales cada uno) y grupos de control de solvente (5 animales cada uno). Antes de que comenzaran las pruebas, se eliminó el pelaje rasurando aproximadamente 50 cm2 en la espalda de los animales.

Se realizaron tres pares de inyecciones intradérmicas de 0,1 ml en la región interescapular de cada animal, a cada lado de la línea media (lugares de inyección A, B, C). Los sitios de las inyecciones se marcaron con un marcador de piel permanente.

6 días después del inicio del tratamiento, se masajeó la piel con dodecilsulfato de sodio en vaselina en el lugar de la inyección B. 24 h más tarde, 7 días después de la inducción intradérmica inicial, se aplicaron 0,5 ml del extracto de la muestra de prueba o control con solvente a cada uno. animal. Los sitios de aplicación se cubrieron con apósitos durante 48 h.

A los 12 días después de completar la fase de inducción tópica, se aplicaron 0,5 ml de extractos de muestras de prueba en la región de la costa derecha. Se aplicaron controles de disolvente apropiados a la región de la costa izquierda de cada animal. Los sitios de aplicación se cubrieron con apósitos durante 24 h.

La metodología resumida de aplicación se presenta en la Tabla 1.

24 ± 2 y 48 ± 2 h después de retirar los parches, todos los animales tratados y de control fueron evaluados visualmente para detectar una reacción en la piel. La intensidad del eritema y/o edema se evaluó según la escala de Magnusson y Kligman.

Los grados de Magnusson y Kligman de 1 o más en el grupo de prueba indican sensibilización, suponiendo que se observen grados de menos de 1 en los animales de control. Si se observan grados de 1 o más en los animales de control, entonces se supone que las reacciones de los animales de prueba que exceden la reacción más severa en los animales de control se deben a la sensibilización.

Los datos adicionales están disponibles en los "Materiales complementarios".

El estudio se realizó de acuerdo con la norma ISO 10993-1018. El artículo de prueba se extrajo utilizando cloruro de sodio y aceite de semilla de algodón como se describe anteriormente. La prueba se realizó en conejos de Nueva Zelanda. Los datos adicionales están disponibles en los "Materiales complementarios".

El estudio se realizó de acuerdo con la norma ISO 10993-1018. A cuatro grupos de 5 ratones BALB/c se les inyectaron 50 ml/kg de extracto de cloruro sódico, extracto de aceite de semilla de algodón y los controles de disolvente polar y no polar. Los extractos polares y no polares y los disolventes de control se inyectaron por vía intraperitoneal. Los animales se sometieron a un examen clínico y se pesaron 24 ± 2 h, 48 ± 2 h, 72 ± 2 h después de la inyección. 72 ± 2 h después de la inyección, los animales fueron sacrificados.

Según las normas ISO 10993-6 e ISO 10993-11, se evaluó la toxicidad subcrónica de NE'X Glue combinada con la implantación utilizando BioGlue como material de referencia19,20.

Antes del tratamiento, se cortó el pelaje del lomo de cada rata (Wistar) sobre el área de prueba, evitando la irritación mecánica y el trauma. El lugar de implantación se desinfectó con solución de yodo. El procedimiento se realizó bajo anestesia general con isoflurano. Si era necesario, a los animales se les inyectaba por vía subcutánea butorfanol (2 mg/kg). Durante la cirugía, se hizo una incisión en la piel en una línea paraespinal para crear bolsas separadas en el tejido subcutáneo. Se colocaron implantes en ambos costados del animal a intervalos iguales. Se implantaron 8 implantes del artículo probado o de control por rata. Basado en el volumen máximo de NE'X Glue diseñado para usarse por paciente y el peso estadístico humano (60 kg), a cada animal se le implantaron 8 implantes de 0,04 ml. Según el peso de los animales, la cantidad evaluada del producto probado es más de 10 veces la dosis utilizada en un entorno clínico. Las heridas se cerraron con hilos no reabsorbibles. A cada animal se le inyectó meloxicam (1 mg/kg) por vía subcutánea durante tres días después de la implantación. Los animales se alojaron por separado durante una semana hasta que la herida se curó y luego se juntaron. Los animales fueron pesados y observados 1, 2, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84, 90 días después de la implantación.

Después del período de observación, se recogieron muestras de orina y sangre. Se realizaron pruebas de rutina como hematología y química clínica en todos los animales. Brevemente, los animales se anestesiaron con ketamina/xilazina (100 mg/kg - ketamina, 10 mg/kg - xilazina), y se extrajo sangre en tubos de EDTA-K2 para hematología y heparina para química clínica. El total de WBC, Hb, RBC, PCV, reticulocitos y trombocitos se determinaron con un analizador de hematología. Mediante un analizador bioquímico se determinaron ALP, ALAT, ASAT, GGT, glucosa plasmática, proteínas totales, albúmina, urea, creatinina, colesterol total, bilirrubina total, fosfolípidos, triglicéridos, Cl−, Ca2+, Na+, K+ y fosfato inorgánico.

Los datos adicionales están disponibles en los "Materiales complementarios".

Se realizó una prueba de pirógenos negativa en todos los conejos (Nueva Zelanda) utilizados en el estudio durante los 14 días anteriores al ensayo (cada conejo tuvo un período de descanso de un mínimo de 3 días después de la prueba previa de pirógenos negativa).

Se registró la temperatura de cada conejo cada 30 min durante 90 min antes de la inyección usando una sonda rectal termométrica insertada a no menos de 7,5 cm pero no más de 9 cm. Se excluyeron del estudio los conejos que presentaron una variación de temperatura de dos lecturas sucesivas superior a 0,2 °C durante la determinación inicial de la temperatura o una temperatura superior a 39,6 °C o inferior a 38,2 °C. La temperatura inicial de cada conejo se determinó como la media de dos temperaturas registradas a intervalos de 30 min antes de la inyección. En el grupo, la diferencia entre las tres temperaturas iniciales no superó 1 °C.

Después de la extracción, la solución ensayada se equilibró a 38,5 °C y se inyectó por vía intravenosa a través de la vena marginal de la oreja a una dosis de 10 ml/kg de peso corporal. La temperatura de cada conejo se registró cada 30 min durante 3 h después de la inyección. La elevación máxima de cada conejo se determinó al final de la prueba. Los criterios de aceptación para la prueba de pirogenicidad se presentan en los "Materiales complementarios".

El estudio se realizó de acuerdo con las directrices de la Declaración de Helsinki y fue aprobado por el I Comité de Ética Local de Varsovia, códigos de protocolo 738/2018, 879/2019 y 864/2019. Todos los métodos de investigación con animales se planificaron e informaron de acuerdo con las pautas de ARRIVE.

La determinación de las condiciones de extracción para la extracción exhaustiva de N'EX Glue mostró que el hexano y el isopropanol provocan la degradación del producto y el cambio de color del vehículo. Por lo tanto, de acuerdo con la norma ISO 10993-18, solo se analizó el extracto de agua.

En el estudio, no se identificaron COV por encima de AET.

No se identificaron elementos por encima del límite de detección. En la Tabla 2 se presenta una comparación de LOD y PDE parenteral.

El extracto del medio de cultivo celular NE'X Glue no mostró potencial citotóxico para los fibroblastos de ratón L-929 en el ensayo MEM Elution. La idoneidad del sistema de prueba se confirmó en base a la respuesta celular observada en los controles positivo y negativo.

Los resultados de las pruebas de citotoxicidad se presentan en la Tabla 3 y la Fig. 2.

Imágenes de células tras la exposición a extractos de adhesivo quirúrgico, controles negativos y positivos en el estudio de elución MEM.

Todas las cepas bacterianas que se utilizaron en la prueba, con y sin fracción S9, pasaron controles de calidad internos. N'EX Glue mostró un efecto mutagénico poco claro solo cuando se expuso a la cepa TA1535 con la presencia de la fracción S9. Los resultados se presentan en las Tablas 4 y 5.

Los datos analizados y resumidos se presentan en la Tabla 5 a continuación. No se observó precipitación ni toxicidad en este estudio.

Si el MF está por encima del factor de evaluación global de 126 (× 10–6) sobre el control negativo, la muestra se considera mutagénica. Los criterios de aceptación de MLA se han descrito previamente13. No se observó toxicidad ni precipitación en este estudio. Los resultados se presentan en las Tablas 6, 7, 8, 9, 10 y 11.

La concentración de endotoxina de NE'X Glue se midió como 0,028 EU/ml para una muestra sin enriquecimiento y 0,428 EU/ml para una muestra con enriquecimiento. El contenido de endotoxinas calculado por tamaño máximo del dispositivo es de 0,29 UE. Los resultados y la curva estándar se presentan en la Fig. 3.

Curva estándar de concentración de endotoxinas y resultados.

Cada día se observaron los animales. No se detectaron signos de anomalías. Ninguno de los animales evaluados perdió el 10% o más del peso corporal, y ninguno de los animales murió. Además, se observó un 0 % de potencial de sensibilización en extractos de muestras de prueba y controles de disolventes. Por lo tanto, el grado de sensibilización para cada grupo de prueba (cloruro de sodio y extractos de aceite de semilla de algodón) y el grupo de controles con solvente fue 0 según la escala de Mangusson y Kligman.

El índice de irritación primaria (PII) para ambos extractos se determinó restando la puntuación de irritación primaria total del grupo de control de la puntuación de irritación primaria total del grupo de estudio. Para los extractos de aceite de semilla de algodón y cloruro de sodio del adhesivo quirúrgico NE'X Glue, el índice de irritación primaria se calculó como 0,48 y 0,00 respectivamente. Los resultados se presentan en la Tabla 12. Las muestras para las que la puntuación de irritación primaria total es inferior a 1 se consideran no irritantes.

Ningún animal de control ni de prueba mostró signos manifiestos de toxicidad, enumerados en la Tabla C.1, Anexo C: Observaciones y signos clínicos comunes, ISO 10993-11, en ningún momento de observación20. Ninguno de los animales tratados con la muestra de prueba mostró una reactividad biológica significativamente mayor durante el período de observación que en el grupo de control. Ninguno de los animales murió, y ninguno de los animales perdió el 10% o más del peso corporal. Los cambios en el peso corporal se presentan en la Fig. 4.

Cambios en el peso corporal.

Durante la necropsia macroscópica, no se han observado anomalías. Los sitios de implantación subcutáneos y los tejidos circundantes no mostraron anomalías. Durante la necropsia macroscópica, se pesaron los riñones, los pulmones, el hígado, el corazón, el cerebro, los ovarios/testículos y el bazo. El peso de los órganos se dio como el % del peso corporal del animal. Los resultados de la prueba se presentan en las Figs. 6, 7, 8, 9 y 10.

Peso de los órganos como (%) del peso corporal. Se observaron diferencias estadísticamente significativas durante la comparación del grupo de control y de prueba de cerebros y riñones de machos, pero los resultados no afectaron el cuadro clínico de los animales. Las observaciones macroscópicas y microscópicas no mostraron anomalías. No se observaron otras diferencias estadísticamente significativas entre el grupo de prueba y el de control.

Resultados de hallazgos bioquímicos. Estadísticamente, se observaron diferencias significativas en los niveles de Cl y ALT entre el grupo de control y el grupo de prueba de ratas hembra. Además, se observaron diferencias en los niveles de creatinina en ratas macho entre los grupos de prueba y de control. Sin embargo, la diferencia no afectó el estado clínico de los animales. No se observaron otras diferencias estadísticamente significativas entre los demás parámetros.

Resultados de hallazgos bioquímicos. Estadísticamente, se observaron diferencias significativas en los niveles de triglicéridos, Na y P entre el grupo de control y el grupo de prueba de ratas macho. Sin embargo, la diferencia no afectó el estado clínico de los animales. No se observaron otras diferencias estadísticamente significativas entre los demás parámetros.

Hallazgos de hematología. Se observaron diferencias estadísticamente significativas en HCT, WBC, linfocitos y monocitos entre el grupo de control y de prueba de ratas hembra, así como en HCT en ratas macho. Sin embargo, la diferencia no afectó el estado clínico de los animales. No se observaron otras diferencias estadísticamente significativas entre los demás parámetros.

Resultados de la prueba de orina. Se observaron diferencias estadísticamente significativas en el pH de la orina entre el grupo de control y el de prueba de ratas macho. Sin embargo, la diferencia no afectó el estado clínico de los animales. No se observaron otras diferencias estadísticamente significativas entre los demás parámetros.

Se realizó un análisis limitado en lugar de una histopatología completa según ISO 10993-1120. Brevemente, se eligieron dos animales representativos de los grupos de estudio y de control. Se examinaron los siguientes órganos: hueso, médula ósea, corazón, hígado, pulmones, riñones, ovarios/testículos y bazo. Durante la evaluación histopatológica no se encontraron anomalías. A nivel microscópico, la estructura del órgano era normal, sin signos de apoptosis de las células estructurales de los órganos individuales. No se observaron diferencias significativas entre los grupos de estudio y control. Los resultados de la evaluación histológica se presentan en la Tabla 13.

De acuerdo con la norma ISO 10993-6, se resumieron las puntuaciones dobles de "respuesta de tipo celular" y "puntuaciones de respuesta de tejido" y se dividieron por el número de grupos para calcular la puntuación media de los grupos de estudio y de control19. La "puntuación de reacción final" se determinó restando la puntuación media del control negativo de la puntuación media de la muestra analizada. La calificación de reacción para NE'X Glue fue − 6.3 (0), que se clasifica como mínima o sin reacción.

Ningún conejo mostró aumento de temperatura individual mayor o igual a 0,6 °C por encima de su temperatura inicial. Los resultados de las pruebas de pirogenicidad se presentan en la Tabla 14.

Los resultados resumidos de las pruebas de biocompatibilidad de NE'X Glue se presentan a continuación en la Tabla 15.

El objetivo principal de la evaluación de la biocompatibilidad es proteger a las personas de los posibles riesgos biológicos derivados del uso de dispositivos médicos. Los estándares de la familia ISO 10993 brindan orientación sobre la evaluación biológica de dispositivos médicos en el proceso de gestión de riesgos como parte de la evaluación y el desarrollo general de cada dispositivo médico. El proceso de evaluación contiene varios pasos y su único propósito es predecir si el dispositivo probado será seguro para uso clínico. Dado que los dispositivos médicos varían en términos de su uso previsto, complejidad y riesgo asociado, el conjunto de pruebas a realizar debe elegirse adecuadamente.

NE'X Glue es biodegradado y reabsorbido por el cuerpo después de más de 24 meses. Por lo tanto, NE'X Glue se clasifica como un implante que entra en contacto con el tejido durante mucho tiempo (más de 30 días) según la Tabla A.1 de la norma ISO 10993-17,21. Como dispositivo potencialmente de alto riesgo, las pruebas realizadas deben poder evaluar todos los puntos finales necesarios, según la norma ISO 10993-1. Las pruebas preliminares de las condiciones de extracción adecuadas para el análisis químico de NE'X Glue mostraron que los solventes semipolares y no polares causan la degradación de la muestra. Por lo tanto, solo se usó agua para las pruebas químicas. No observamos ningún compuesto por encima de AET. En base a estos resultados, no fue necesaria una evaluación toxicológica adicional. Además, el análisis ICP-MS no reveló elementos por encima del LOD, que eran inferiores a los límites de PDE parenteral presentes en las directrices ICH Q3D(R1)22. Por lo tanto, el análisis químico de los extractos de NE'X Glue mostró que no existe riesgo toxicológico asociado con la composición del producto estudiado.

Además, el ensayo AMES Penta 2 mostró que NE'X Glue no presenta ningún potencial mutagénico, con y sin la presencia de la fracción S9, para ninguna de las cepas empleadas en la prueba. Para confirmar que NE'X Glue no es mutagénico, especialmente en el sistema eucariota, se realizó el ensayo de linfoma de ratón (MLA). El producto probado no mostró ningún efecto mutagénico en ninguna de las condiciones probadas (4 h con y sin activación metabólica y 24 h sin activación metabólica) y, por lo tanto, debe considerarse no mutagénico. Los resultados combinados de las pruebas químicas, de mutagenicidad y de genotoxicidad indican que el riesgo de carcinogénesis asociado con el uso de NE'X Glue es insignificante. La falta de sustancias extremadamente preocupantes (SVHC), que involucran sustancias que son cancerígenas, mutagénicas o tóxicas para la reproducción y compuestos que tienen propiedades de alteración endocrina, así como la falta de potencial genotóxico y mutagénico de NE'X Glue muestra que el uso de este dispositivo es seguro incluso en pacientes con anomalías genéticas y es poco probable que se produzcan efectos secundarios tardíos.

La contaminación potencial de los dispositivos médicos con endotoxinas puede ser un riesgo grave para la salud que conduce a complicaciones significativas a corto y largo plazo, que incluyen una distribución anormal del LCR, inflamación aguda, disminución de la función de los órganos y sistemas de mediación celular y humoral alterados23,24. El límite general de endotoxinas para dispositivos médicos destinados a ser utilizados en adultos es de 20 UE/dispositivo, mientras que para procedimientos que implican contacto con líquido cefalorraquídeo, el límite es de 2,15 UE/dispositivo25. El contenido de endotoxinas del tamaño máximo del producto se evaluó de acuerdo con 85. Prueba de endotoxinas bacterianas, Farmacopea de EE. UU.26 es 0,29 UE por dispositivo de 10 ml. Los resultados muestran que NE'X Glue no solo está significativamente por debajo del límite para dispositivos médicos, sino que también puede usarse en procedimientos que involucran contacto con el cerebro espinal sin dudarlo. Además, los resultados in vitro se confirmaron con Rabbit Pyrogen Study según la norma ISO 10993-1120, que demostró que no existe potencial pirogénico.

El análisis de citotoxicidad realizado de acuerdo con la norma ISO 10993-5 mostró que NE'X Glue no es citotóxico para las células de fibroblastos de ratón L-929 en el ensayo de elución MEM. Este ensayo es de crucial importancia debido a la presencia de aldehído en el dispositivo médico estudiado. La exposición de tejidos y células al aldehído puede provocar irritación, sensibilización y/o necrosis. Los resultados muestran que la solución de aldehído reticula eficazmente la albúmina y no se filtra del adhesivo. Esto indica que no existe riesgo de necrosis tisular o inflamación asociada con el uso clínico del adhesivo quirúrgico evaluado. Los resultados in vitro de los riesgos de NE'X Glue asociados con el potencial de irritación y sensibilización se confirmaron aún más con estudios in vivo. El potencial de causar una respuesta alérgica se evaluó mediante la prueba de maximización del conejillo de indias, mientras que el potencial irritante se estudió con la prueba de reactividad intracutánea. Los resultados de ambas pruebas mostraron que no existe un potencial sensibilizante ni irritante asociado con el uso de NE'X Glue. Los resultados de las pruebas de toxicidad sistémica aguda brindan información sobre los riesgos inmediatos asociados con el uso de un dispositivo médico, mientras que las pruebas de toxicidad sistémica subcrónica combinadas con la implantación brindan datos sobre el contacto a largo plazo. Los resultados de los estudios in vivo no mostraron ningún riesgo inmediato o prolongado de toxicidad asociado con el uso del adhesivo quirúrgico NE'X Glue a pesar de que la dosis fue más de 10 veces la dosis humana, lo que indica que se puede usar independientemente de la condición actual del paciente. condición.

En conclusión, NE'X Glue mostró muy buena biocompatibilidad y debe considerarse seguro para su uso. Por lo tanto, NE'X Glue es un adhesivo quirúrgico nuevo y prometedor con muchas aplicaciones potenciales.

Los conjuntos de datos generados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable. Información y datos adicionales para caracterización química, MLA, composiciones de medios, ensayo AMES, reactividad intracutánea, toxicidad subcrónica, sensibilización y pirogenicidad combinados con implantación en las Tablas S1–Tablas S21.

Umbral de evaluación analítica

Prueba de mutación inversa bacteriana

Ensayo de ganglio linfático local

Células de los ganglios linfáticos

Ensayo de linfoma de ratón

Control positivo

Eficiencia relativa de recubrimiento

Crecimiento relativo en suspensión

Crecimiento total relativo

Índice de sensibilización

Compuesto orgánico semivolátil

Exposición total del elemento

Compuesto orgánico volátil

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Descargar referencias

Departamento de Biología Molecular, Instituto de Genética y Biotecnología Animal, Academia Polaca de Ciencias, Postępu 36A, 05-552, Magdalenka, Polonia

lukasz szymanski

Instituto Biomédico Europeo, Nalkowskiej 5, 05-410, Jozefow, Polonia

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

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Conceptualización, L.Sz. y DM; curación de datos, AW, MD, PK, KG y JW; análisis formal, AW; adquisición de fondos, DM; investigación, L. Sz., AW, MD, PK, KG y JM; metodología, KG, L.Sz., AW, MD, PK, JW y DM; supervisión, L.Sz. y DM; escritura—borrador original, L.Sz.; redacción—revisión y edición, L.Sz. y DM Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.

Correspondencia a Damián Matak.

El Dr. Damian Matak y el Dr. Łukasz Szymański han inventado el adhesivo quirúrgico NE'X Glue. Todas las pruebas se realizaron en un laboratorio acreditado por ISO 17025 y certificado por GLP para garantizar la integridad de los datos. Ninguno de los autores tiene intereses financieros en el adhesivo quirúrgico NE'X Glue.

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Reimpresiones y permisos

Szymanski, L., Gołaszewska, K., Wiatrowska, A. et al. Biocompatibilidad del nuevo adhesivo quirúrgico de albúmina-aldehído. Informe científico 12, 12749 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16853-5

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Recibido: 11 mayo 2022

Aceptado: 18 julio 2022

Publicado: 26 julio 2022

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

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