nach oben

Erschienen in:

01.04.2012 | Original Article

A Highly Elastic and Adhesive Gelatin Tissue Sealant for Gastrointestinal Surgery and Colon Anastomosis

verfasst von: Tony Vuocolo, Roger Haddad, Glenn A. Edwards, Russell E. Lyons, Nancy E. Liyou, Jerome A. Werkmeister, John A. M. Ramshaw, Christopher M. Elvin

Erschienen in: Journal of Gastrointestinal Surgery | Ausgabe 4/2012

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

We describe the development of a highly elastic and adhesive surgical tissue sealant, based on photochemically crosslinked gelatin, for sealing sutured incisions in the gastrointestinal (GI) tract in a rabbit surgical model and in a canine colon anastomosis study.

Methods

The study included in vitro assessment of mechanical parameters of the tissue sealant and in vivo analysis of burst strength and histology at 24 h, 3 days and 7 days post surgery, in a rabbit model, to assess progress of wound healing at the suture sites. Utility of this sealant to repair and seal a lower colonic resection and anastomosis procedure in a canine model was also investigated.

Results

We show that a photopolymerised gelatin tissue sealant provides effective sealing of GI incisions and facilitates wound healing with no evidence of inflammation up to 28 days post-surgery. Blending of derivatised gelatin with underivatised gelatin allowed tuning of elasticity and elastic modulus of the photopolymerised sealant to suit surgical applications. High tissue adhesive strength was maintained at all blend ratios and exceeded 100 kPa.

Conclusions

This highly elastic and adhesive photopolymerised gelatin tissue sealant offers a number of advantages over currently available sealants suitable for GI surgical procedures.

Nur mit Berechtigung zugänglich

Chambers WM, Mortensen NJ. Postoperative leakage and abscess formation after colorectal surgery. Best Pract Res Clin Gastroenterol 2004;18:865–880.PubMed

Graf W, Glimelius B, Bergström R, Påhlman L. Complications after double and single stapling in rectal surgery. Eur J Surg 1991;157:543–7.PubMed

Soeters PB, de Zoete JP, Dejong CH, Williams NS, Baeten CG. Colorectal surgery and anastomotic leakage. Dig Surg 2002;19:150–5.PubMedCrossRef

Goligher JC, Graham NG, De Dombal FT. Anastomotic dehiscence after anterior resection of rectum and sigmoid. Br J Surg 1970;57:109–18.PubMedCrossRef

Buchs NC, Gervaz P, Secic M, Bucher P, Mugnier-Konrad B, Morel P. Incidence, consequences, and risk factors for anastomotic dehiscence after colorectal surgery: a prospective monocentric study. Int J Colorectal Dis 2008;23:265–270.PubMedCrossRef

Kingham TP, Pachter HL. Colonic anastomotic leak: risk factors, diagnosis, and treatment. J Am College Surg 2009;208:269–278.CrossRef

Ho YH, Ashour MA. Techniques for colorectal anastomosis. World J Gastroenterol 2010;16:1610–1621.PubMedCrossRef

Spotnitz WD, Burks S. Hemostats, sealants, and adhesives: components of the surgical toolbox. Transfusion 2008;48:1502–16.PubMedCrossRef

Hoeppner J, Wassmuth B, Marjanovic G, Timme S, Hopt UT, Keck T. Anastomotic sealing by extracellular matrices (ECM) improves healing of colonic anastomoses in the critical early phase. J Gastrointest Surg 2010;14:977–86.PubMedCrossRef

10.

Nordentoft T, Rømer J, Sørensen M. Sealing of gastrointestinal anastomoses with a fibrin glue-coated collagen patch: a safety study. J Invest Surg 2007;20:363–369.PubMedCrossRef

11.

Akgün A, Kuru S, Uraldi C, Tekin O, Karip B, Tug T, Ongören AU. Early effects of fibrin sealant on colonic anastomosis in rats: an experimental and case-control study. Tech Coloproctol 2006;10:208–214.PubMedCrossRef

12.

Yol S, Tekin A, Yilmaz H, Küçükkartallar T, Esen H, Caglayan O, Tatkan Y. Effects of platelet rich plasma on colonic anastomosis. J Surg Res 2008;146:190–194.PubMedCrossRef

13.

Kayaoglu HA, Ersoy OF, Ozkan N, Celik A, Filiz NO. Effect of n-butyl-2-cyanoacrylate on high-risk colonic anastomoses. Kaohsiung J Med Sci 2009;25:177–83.PubMedCrossRef

14.

Shazly TM, Artzi N, Boehning F, Edelman ER. Viscoelastic adhesive mechanics of aldehyde-mediated soft tissue sealants. Biomaterials 2008;29:4584–91.PubMedCrossRef

15.

van der Ham AC, Kort WJ, Weijma IM, van den Ingh HF, Jeekel J. Effect of fibrin sealant on the healing colonic anastomosis in the rat. Br J Surg 1991;78:49–53.PubMedCrossRef

16.

van der Ham AC, Kort WJ, Weijma IM, van den Ingh HF, Jeekel H. Healing of ischemic colonic anastomosis: fibrin sealant does not improve wound healing. Dis Colon Rectum 1992;35:884–891.PubMedCrossRef

17.

Byrne DJ, Hardy J, Wood RA, McIntosh R, Hopwood D, Cuschieri A. Adverse influence of fibrin sealant on the healing of high-risk sutured colonic anastomoses. J R Coll Surg Edinb 1992;37:394–398.PubMed

18.

Rotstein OD, Pruett TL, Simmons RL. Fibrin in peritonitis. V. Fibrin inhibits phagocytic killing of Escherichia coli by human polymorphonuclear leukocytes. Ann Surg 1986;203:413–419.PubMedCrossRef

19.

Nursal TZ, Anarat R, Bircan S, Yildirim S, Tarim A, Haberal M. The effect of tissue adhesive, octyl-cyanoacrylate, on the healing of experimental high-risk and normal colonic anastomoses. Am J Surg 2004;187:28–32.PubMedCrossRef

20.

Singh RP, Maheshwari V, Verma AK. Evaluation of gelatin/resorcinol/aldehyde as a hemostatic agent and tissue adhesive: an experimental study in rat. Int Surg 2008;93:25–31.PubMed

21.

Kunihara T, Iizuka K, Sasaki S, Shiiya N, Sata F, Matsui Y. Optimal proportions of gelatin–resorcin–formalin components in aortic surgery. Eur J Cardiothorac Surg 2009 ;36:962–6.PubMedCrossRef

22.

Spotnitz WD. Tissue adhesives: science, products and clinical use. In: Pietrzak WS, Eppley BL, (Editors). Musculoskeletal tissue regeneration: biological materials and methods. Totowa, NJ: Humana Press, 2008. p. 531–46.CrossRef

23.

Bolton AE, Hunter WM. The labelling of proteins to high specific radioactivities by conjugation to a 125I-containing acylating agent. Biochem J 1973;133:529–539.PubMed

24.

Miller BT. Acylation of peptide hydroxyl groups with the Bolton-Hunter reagent. Biochem Biophys Res Commun 1996;218:377–382.PubMedCrossRef

25.

Fancy DA, Kodadek T. Chemistry for the analysis of protein–protein interactions: rapid and efficient cross-linking triggered by long wavelength light. Proc Natl Acad Sci USA 1999;96:6020–4.PubMedCrossRef

26.

Elvin CM, Vuocolo T, Brownlee AG, Sando L, Huson MG, Liyou NE, Stockwell PR, Lyons RE, Kim M, Edwards GA, Johnson G, McFarland GA, Ramshaw JA, Werkmeister JA. A highly elastic tissue sealant based on photopolymerised gelatin. Biomaterials 2010;31:8323–31.PubMedCrossRef

27.

Bigi A, Cojazzi G, Panzavolta S, Rubini K, Roveri N. Mechanical and thermal properties of gelatin films at different degrees of glutaraldehyde crosslinking. Biomaterials 2001; 22:763–768.PubMedCrossRef

28.

Shazly TM, Baker AB, Naber JR, Bon A, Van Vliet KJ, Edelman ER. Augmentation of postswelling surgical sealant potential of adhesive hydrogels. J Biomed Mater Res A 2010;95:1159–69.PubMed

29.

Thavarajah D, De Lacy P, Hussain R, Redfern RM Postoperative cervical cord compression induced by hydrogel (DuraSeal): a possible complication. Spine 2010 35:E25-6.PubMedCrossRef

30.

Blackburn SL, Smyth MD. Hydrogel-induced cervicomedullary compression after posterior fossa decompression for Chiari malformation. Case report. J Neurosurg 2007 ;106:302–4.PubMed

31.

Campbell P. Evaluation of absorbable surgical sealants: in-vitro testing. In: In-vitro testing. Edited by Bennet S, Sawhney A. Covidien Laboratories, Mansfield, MA; 2007.

32.

Nandakumar G, Richards BG, Trencheva K, Dakin G. Surgical adhesive increases burst pressure and seals leaks in stapled gastrojejunostomy. Surg Obes Relat Dis 2010 ;6:498–501.PubMedCrossRef

33.

Sidle DM, Maas CS. Determination of shear strength of periosteum attached to bone with BioGlue™ Surgical Adhesive. Arch Facial Plast Surg 2008;10:316–320.PubMedCrossRef

34.

Berchane NS, Andrews MJ, Kerr S, Slater NK, Jebrail FF. On the mechanical properties of bovine serum albumin (BSA) adhesives. J Mater Sci Mater Med 2008;19:1831–8.PubMedCrossRef

35.

Azadani AN, Matthews PB, Ge L, Shen Y, Jhun CS, Guy TS, Tseng EE. Mechanical properties of surgical glues used in aortic root replacement. Ann Thorac Surg 2009;87:1154–60.PubMedCrossRef

36.

Chao HH, Torchiana DF. BioGlue: albumin/glutaraldehyde sealant in cardiac surgery. J Card Surg 2003;18:500–3.PubMedCrossRef

37.

Devbhandari MP, Chaudhery Q, Duncan AJ. Acute intraoperative malfunction of aortic valve due to surgical glue. Ann Thorac Surg 2006;81:1499–1500.PubMedCrossRef

38.

Goldberg SP, Cambell DN. Mechanical aortic valve dysfunction due to biological glue. Ann Thorac Surg 2009;88:671–672.PubMedCrossRef

39.

Bernabeu E, Castella M, Barriuso C, Mulet J. Acute limb ischemia due to embolization of biological glue after repair of type A aortic dissection. Interact Cardiovasc Thorac Surg 2005;4:329–331.PubMedCrossRef

40.

Mahmood Z, Cook DS, Luckraz H, O’Keefe P. Fatal right ventricular infarction caused by Bioglue embolization. J Thorac Cardiovasc Surg 2004;128:770–771.PubMedCrossRef

41.

Rubio Alvarez J, Sierra Quiroga J, de Alegria AM, Delgado Dominguez C. Pulmonary embolism due to biological glue after repair of type A aortic dissection. Interact Cardiovasc Thorac Surg 2011;12:650–1.PubMedCrossRef

42.

Babin-Ebell J, Bougioukakis P, Urbanski P, Froehner S, Diegeler A. Foreign material reaction to BioGlue® as a possible cause of cardiac tamponade. Thorac Cardiovasc Surg 2010;58:489–91.PubMedCrossRef

43.

Bonchek LI, Fuchs JC, Braunwald NS. Use of a cross-linked gelatin tissue adhesive in surgery of the urinary tract. Surg Gynecol Obstet 1967;125:1301–6.PubMed

44.

Witter K, Tonar Z, Matejka VM, Martinca T, Jonák M, Rokosný S, Pirk J. Tissue reaction to three different types of tissue glues in an experimental aorta dissection model: a quantitative approach. Histochem Cell Biol 2010;133:241–59.PubMedCrossRef

45.

Liu Y, Kopelman D, Wu LQ, Hijji K, Attar I, Preiss-Bloom O, Payne GF. Biomimetic sealant based on gelatin and microbial transglutaminase: an initial in vivo investigation. J Biomed Mater Res B Appl Biomater 2009;91:5–16.PubMed

46.

Watters DA, Smith AN, Eastwood MA, Anderson KC, Elton RA. Mechanical properties of the rat colon: the effect of age, sex and different conditions of storage. Q J Exp Physiol 1985;70:151–162.PubMed

Titel: A Highly Elastic and Adhesive Gelatin Tissue Sealant for Gastrointestinal Surgery and Colon Anastomosis
verfasst von: Tony Vuocolo
Roger Haddad
Glenn A. Edwards
Russell E. Lyons
Nancy E. Liyou
Jerome A. Werkmeister
John A. M. Ramshaw
Christopher M. Elvin
Publikationsdatum: 01.04.2012
Verlag: Springer-Verlag
Erschienen in: Journal of Gastrointestinal Surgery / Ausgabe 4/2012
Print ISSN: 1091-255X
Elektronische ISSN: 1873-4626
DOI: https://doi.org/10.1007/s11605-011-1771-8

Neu im Fachgebiet Chirurgie

Wie erfolgreich ist eine Re-Ablation nach Rezidiv?

23.04.2024 Ablationstherapie Nachrichten

Nach der Katheterablation von Vorhofflimmern kommt es bei etwa einem Drittel der Patienten zu Rezidiven, meist binnen eines Jahres. Wie sich spätere Rückfälle auf die Erfolgschancen einer erneuten Ablation auswirken, haben Schweizer Kardiologen erforscht.

Hinter dieser Appendizitis steckte ein Erreger

23.04.2024 Appendizitis Nachrichten

Schmerzen im Unterbauch, aber sonst nicht viel, was auf eine Appendizitis hindeutete: Ein junger Mann hatte Glück, dass trotzdem eine Laparoskopie mit Appendektomie durchgeführt und der Wurmfortsatz histologisch untersucht wurde.

Mehr Schaden als Nutzen durch präoperatives Aussetzen von GLP-1-Agonisten?

23.04.2024 Operationsvorbereitung Nachrichten

Derzeit wird empfohlen, eine Therapie mit GLP-1-Rezeptoragonisten präoperativ zu unterbrechen. Eine neue Studie nährt jedoch Zweifel an der Notwendigkeit der Maßnahme.

Ureterstriktur: Innovative OP-Technik bewährt sich

19.04.2024 EAU 2024 Kongressbericht

Die Ureterstriktur ist eine relativ seltene Komplikation, trotzdem bedarf sie einer differenzierten Versorgung. In komplexen Fällen wird dies durch die roboterassistierte OP-Technik gewährleistet. Erste Resultate ermutigen.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

Newsletter bestellen

Aktuelle BDC Leitlinien-Webinare

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare

CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare

CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske

Dr. med. Benjamin Meyknecht

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare

CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric

Springer Medizin

Abstract

Background

Methods

Results

Conclusions

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2012

Small and Potentially Resectable Focal Pancreatic Lesions Noted on CT/MRI Scans in Nonjaundiced Patients: Likelihood of Neoplasia and Utility of EUS

Multiple Ileal Perforations in a Patient with Wegener’s Granulomatosis: A Case Report and Literature Review

Metachronous Liver Metastasis from Early Gastric Cancer

Expression of Matrix Metalloproteinase-7 is an Unfavorable Prognostic Factor in Intrahepatic Cholangiocarcinoma

Multidisciplinary Management of Recurrent Hepatocellular Carcinoma Following Liver Transplantation

High-Resolution Manometry Patterns of Lower Esophageal Sphincter Complex in Symptomatic Post-Fundoplication Patients

Update Chirurgie