Skip to main content
Erschienen in: Surgical Endoscopy 9/2011

01.09.2011

Mucoadhesive film for anchoring assistive surgical instruments in endoscopic surgery: in vivo assessment of deployment and attachment

verfasst von: V. Pensabene, P. Valdastri, S. Tognarelli, A. Menciassi, A. Arezzo, P. Dario

Erschienen in: Surgical Endoscopy | Ausgabe 9/2011

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

Flexible endoscopic procedures in the gastric cavity are usually performed by operative instruments introduced through the working channels of a gastroscope. To enable additional functions and to widen the spectrum of possible surgical procedures, assistive internal surgical instruments (AISI) may be deployed through the esophagus and fixed onto the gastric wall for the entire duration of the procedure. This paper presents a solution for deploying, positioning, and anchoring AISI inside the stomach by exploiting a chemical approach.

Methods

A mucoadhesive polymer was synthesized and tested inside the stomach. In vivo trials were performed on a porcine model by introducing the AISI provided with mucoadhesive by means of an overtube through the mouth. Targeted deployment was achieved by a purposely developed delivery device, passed through the operative channel of a gastroscope. The total time for deployment, positioning, and anchoring of the AISI was evaluated by testing the procedure with passive modules (10, 12, 15, 20 mm in diameter) and active devices: e.g., a miniaturized wired camera and a wireless illumination module. The time and force required for the detachment of the modules were measured.

Results

The whole procedure of in vivo deployment, positioning, and attachment of an AISI was performed in approximately 6 min. A preload force of 5 N for 3 min was required for anchoring the modules. The stable adhesion was maintained for a maximum of 110 min. Thanks to the positioning of the camera in the fundus, a wide view of the gastric cavity was obtained. The force required to detach the modules reached 2.8 N.

Conclusions

Mucoadhesive anchoring represents a completely biocompatible and safe solution for stable positioning of AISI onto mucosal tissue. This novel polymeric mechanism can be useful for designing intraluminal accessories and tools that enhance surgeons’ performances in endoluminal procedures.
Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat McCune WS, Shorb PE, Moscovitz H (1968) Endoscopic cannulation of the ampulla of Vater: a preliminary report. Ann Surg 167:752PubMedCrossRef McCune WS, Shorb PE, Moscovitz H (1968) Endoscopic cannulation of the ampulla of Vater: a preliminary report. Ann Surg 167:752PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Kawai K, Akasaka Y, Murakami K, Tada M, Koli Y (1974) Endoscopic sphincterotomy of the ampulla of Vater. Gastrointest Endosc 20:148PubMedCrossRef Kawai K, Akasaka Y, Murakami K, Tada M, Koli Y (1974) Endoscopic sphincterotomy of the ampulla of Vater. Gastrointest Endosc 20:148PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Huibregtse K, Katon RM, Coene PP, Tytgat GN (1986) Endoscopic palliative treatment in pancreatic cancer. Gastrointest Endosc 32:334PubMedCrossRef Huibregtse K, Katon RM, Coene PP, Tytgat GN (1986) Endoscopic palliative treatment in pancreatic cancer. Gastrointest Endosc 32:334PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Lanza FL, Graham DY, Nelson RS, Godines R, McKechnie JC (1981) Endoscopic upper gastrointestinal polypectomy. Am J Gastroenterol 75:345PubMed Lanza FL, Graham DY, Nelson RS, Godines R, McKechnie JC (1981) Endoscopic upper gastrointestinal polypectomy. Am J Gastroenterol 75:345PubMed
6.
Zurück zum Zitat Randall GM (1992) Endoscopic diagnosis of gastric neoplasms. Gastrointest Endosc Clin North Am 2:469 Randall GM (1992) Endoscopic diagnosis of gastric neoplasms. Gastrointest Endosc Clin North Am 2:469
8.
Zurück zum Zitat Cadeddu J, Fernandez R, Desai M, Bergs R, Tracy C, Tang SJ, Rao P, Desai M, Scott D (2009) Novel magnetically guided intra-abdominal camera to facilitate laparoendoscopic single-site surgery: initial human experience. Surg Endosc 23:1894–1899PubMedCrossRef Cadeddu J, Fernandez R, Desai M, Bergs R, Tracy C, Tang SJ, Rao P, Desai M, Scott D (2009) Novel magnetically guided intra-abdominal camera to facilitate laparoendoscopic single-site surgery: initial human experience. Surg Endosc 23:1894–1899PubMedCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Lehman AC, Berg KA, Dumpert J, Wood NA, Visty AQ, Rentschler ME, Platt SR, Farritor SM, Oleynikov D (2008) Surgery with cooperative robots. Comput Aided Surg 13:95–105PubMed Lehman AC, Berg KA, Dumpert J, Wood NA, Visty AQ, Rentschler ME, Platt SR, Farritor SM, Oleynikov D (2008) Surgery with cooperative robots. Comput Aided Surg 13:95–105PubMed
10.
Zurück zum Zitat Canes D, Lehman AC, Farritor SM, Oleynikov D, Desai MM (2009) The future of NOTES instrumentation: flexible robotics and in vivo minirobots. J Endourol 23:787–792PubMedCrossRef Canes D, Lehman AC, Farritor SM, Oleynikov D, Desai MM (2009) The future of NOTES instrumentation: flexible robotics and in vivo minirobots. J Endourol 23:787–792PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Dominguez G, Durand L, De Rosa J, Danguise E, Arozamena C, Ferraina PA (2009) Retraction and triangulation with neodymium magnetic forceps for single-port laparoscopic cholecystectomy. Surg Endosc 23:1660–1666PubMedCrossRef Dominguez G, Durand L, De Rosa J, Danguise E, Arozamena C, Ferraina PA (2009) Retraction and triangulation with neodymium magnetic forceps for single-port laparoscopic cholecystectomy. Surg Endosc 23:1660–1666PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Simi M, Ciuti G, Tognarelli S, Valdastri P, Menciassi A, Dario P (2010) Magnetic link design for a robotic laparoscopic camera. J Appl Phys 107(9):09B302–09B303CrossRef Simi M, Ciuti G, Tognarelli S, Valdastri P, Menciassi A, Dario P (2010) Magnetic link design for a robotic laparoscopic camera. J Appl Phys 107(9):09B302–09B303CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Harada K, Oetomo D, Susilo E, Menciassi A, Daney D, Merlet JP, Dario P (2010) A reconfigurable modular robotic endoluminal surgical system: vision and preliminary results. Robotica 28(2):171–183CrossRef Harada K, Oetomo D, Susilo E, Menciassi A, Daney D, Merlet JP, Dario P (2010) A reconfigurable modular robotic endoluminal surgical system: vision and preliminary results. Robotica 28(2):171–183CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Tognarelli S, Pensabene V, Condino S, Valdastri P, Menciassi A, Arezzo A, Dario P (2011) A pilot study on a new anchoring mechanism for surgical applications based on mucoadhesives. Minim Invasiv Ther 20:3–13CrossRef Tognarelli S, Pensabene V, Condino S, Valdastri P, Menciassi A, Arezzo A, Dario P (2011) A pilot study on a new anchoring mechanism for surgical applications based on mucoadhesives. Minim Invasiv Ther 20:3–13CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Dodou D, Breedveld P, Wieringa PA (2006) Stick, unstick, restick sticky films in the colon. Minim Invasiv Ther 15(5):286–295CrossRef Dodou D, Breedveld P, Wieringa PA (2006) Stick, unstick, restick sticky films in the colon. Minim Invasiv Ther 15(5):286–295CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Schulman AP, del Genio F, Sinha N, Rubino F (2009) “Metabolic” surgery for treatment of type 2 diabetes mellitus. Endocr Pract 15(6):624–631PubMedCrossRef Schulman AP, del Genio F, Sinha N, Rubino F (2009) “Metabolic” surgery for treatment of type 2 diabetes mellitus. Endocr Pract 15(6):624–631PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Blackburn GL, Mun EC (2005) Therapy insight: weight-loss surgery and major cardiovascular risk factor. Nat Clin Pract Cardiovasc Med 2:585–591PubMedCrossRef Blackburn GL, Mun EC (2005) Therapy insight: weight-loss surgery and major cardiovascular risk factor. Nat Clin Pract Cardiovasc Med 2:585–591PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Kobiela J, Stefaniak T, Mackowiak M, Lachinski AJ, Sledzinski Z (2008) NOTES-third generation surgery: vain hopes or the reality of tomorrow? Langenbecks Arch Surg 393:405–411PubMedCrossRef Kobiela J, Stefaniak T, Mackowiak M, Lachinski AJ, Sledzinski Z (2008) NOTES-third generation surgery: vain hopes or the reality of tomorrow? Langenbecks Arch Surg 393:405–411PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Pleskow D, Rothstein R, Haber G, Gostout C, Lo S, Hawes R, Lembo A (2008) Endoscopic full-thickness placation for the treatment of GERD: five-year long-term multicenter results. Surg Endosc 22:326–332PubMedCrossRef Pleskow D, Rothstein R, Haber G, Gostout C, Lo S, Hawes R, Lembo A (2008) Endoscopic full-thickness placation for the treatment of GERD: five-year long-term multicenter results. Surg Endosc 22:326–332PubMedCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Kwiatek MA, Pandolfino JE (2008) The Bravo (TM) pH capsule system. Dig Liver Dis 40(3):156–160PubMedCrossRef Kwiatek MA, Pandolfino JE (2008) The Bravo (TM) pH capsule system. Dig Liver Dis 40(3):156–160PubMedCrossRef
22.
Zurück zum Zitat Schostek S, Müller V, Rieber F, Ho CN, Rakoschi C, Anhoeck G, Schurr MO (2008) Implantable optical sensor concept for the detection of gastrointestinal bleeding. Conference of the society for medical innovation and technology, SMIT 2008 Schostek S, Müller V, Rieber F, Ho CN, Rakoschi C, Anhoeck G, Schurr MO (2008) Implantable optical sensor concept for the detection of gastrointestinal bleeding. Conference of the society for medical innovation and technology, SMIT 2008
23.
Zurück zum Zitat Errachid A, Ivorra A, Aguilo J, Villa R, Zine N, Bausells J (2001) New technology for multi-sensor silicon needles for biomedical applications. Sens Actuators B 78:279–284CrossRef Errachid A, Ivorra A, Aguilo J, Villa R, Zine N, Bausells J (2001) New technology for multi-sensor silicon needles for biomedical applications. Sens Actuators B 78:279–284CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Wang Z, Wang L, Tang B, Frank T, Brown S, Cuschieri A (2008) Retraction by surface ferromagnetisation of target tissues: Preliminary studies on feasibility of magnetic retraction for endoscopic surgery. Surg Endosc 22:1838–1844PubMedCrossRef Wang Z, Wang L, Tang B, Frank T, Brown S, Cuschieri A (2008) Retraction by surface ferromagnetisation of target tissues: Preliminary studies on feasibility of magnetic retraction for endoscopic surgery. Surg Endosc 22:1838–1844PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Mucoadhesive film for anchoring assistive surgical instruments in endoscopic surgery: in vivo assessment of deployment and attachment
verfasst von
V. Pensabene
P. Valdastri
S. Tognarelli
A. Menciassi
A. Arezzo
P. Dario
Publikationsdatum
01.09.2011
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Surgical Endoscopy / Ausgabe 9/2011
Print ISSN: 0930-2794
Elektronische ISSN: 1432-2218
DOI
https://doi.org/10.1007/s00464-011-1672-7

Weitere Artikel der Ausgabe 9/2011

Surgical Endoscopy 9/2011 Zur Ausgabe

Echinokokkose medikamentös behandeln oder operieren?

06.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Die Therapie von Echinokokkosen sollte immer in spezialisierten Zentren erfolgen. Eine symptomlose Echinokokkose kann – egal ob von Hunde- oder Fuchsbandwurm ausgelöst – konservativ erfolgen. Wenn eine Op. nötig ist, kann es sinnvoll sein, vorher Zysten zu leeren und zu desinfizieren. 

Wie sieht der OP der Zukunft aus?

04.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Der OP in der Zukunft wird mit weniger Personal auskommen – nicht, weil die Technik das medizinische Fachpersonal verdrängt, sondern weil der Personalmangel es nötig macht.

Umsetzung der POMGAT-Leitlinie läuft

03.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Seit November 2023 gibt es evidenzbasierte Empfehlungen zum perioperativen Management bei gastrointestinalen Tumoren (POMGAT) auf S3-Niveau. Vieles wird schon entsprechend der Empfehlungen durchgeführt. Wo es im Alltag noch hapert, zeigt eine Umfrage in einem Klinikverbund.

Recycling im OP – möglich, aber teuer

02.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Auch wenn sich Krankenhäuser nachhaltig und grün geben – sie tragen aktuell erheblich zu den CO2-Emissionen bei und produzieren jede Menge Müll. Ein Pilotprojekt aus Bonn zeigt, dass viele Op.-Abfälle wiederverwertet werden können.

Update Chirurgie

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

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
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

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
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

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
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.