Yara Örtü Malzemelerinin Negatif Basınçlı Yara Tedavi Sistemleri ile Uyumluluğunun Değerlendirilmesi İçin Tezgah Üstü Model Geliştirilmesi

Bu çalışma, sürekli ve aralıklı basınç ayarları altında 72 saat boyunca basınç ve sıvı toplamayı değerlendirerek yara örtüsü malzemelerinin negatif basınçlı yara tedavi sistemleri ile uyumluluğunu değerlendirmek için tasarlanmış bir tezgah üstü model sunmaktadır.

Negatif basınçlı yara tedavisi (NPWT) sistemleri, yara yatağına atmosfer altı basınç uygulayarak yara iyileşmesini kolaylaştırır, bu da granülasyon dokusu oluşumunu teşvik eder ve iltihabı azaltır. İyileşmeyi artırmak için bu sistemlerle birlikte yara örtüleri kullanılabilir; bununla birlikte, pansumanların NPWT cihaz performansı üzerindeki etkilerini değerlendirmek zordur. Bu çalışmanın amacı, yara pansuman materyallerinin NPWT cihazları ile uyumluluğunu test etmek için bir tezgah üstü et analog modeli geliştirmektir. Bu çalışmada, kitosan bazlı ileri düzey bir yara bakım cihazı, maksimum ve minimum tedavi baskıları altında NPWT performansı üzerindeki etkileri açısından değerlendirildi. Amaç, kitosan yara bakım cihazı olan ve olmayan numuneler için basınç okumalarını ve sıvı toplamayı karşılaştırmak için modeli kullanmaktı. Tezgah üstü model, birden fazla basınç göstergesine bağlı plastik bir kutu kullanılarak yapılmıştır. Et analogu olarak kullanılan ve kutuya yerleştirilen bir parça domuz göbeği üzerinde dairesel bir kusur oluşturuldu. Defekt standart NPWT köpük veya yara örtüsü ile birleştirilmiş köpük ile dolduruldu. Sığır serumu içeren simüle edilmiş vücut sıvısı kutuya eklendi ve daha sonra 72 saat boyunca maksimum (-200 mmHg) veya minimum (-25 mmHg) basınçlarda test edildi. Basınç ve sıvı toplanması her 12 saatte bir kaydedildi. NPWT sistemi, 72 saatlik test süresi boyunca hem test pansumanları olsun hem de olmasın basıncı başarıyla korudu. Yara pansumanlarının eklenmesi sıvı toplanmasını etkilemedi. Test kutusu, 72 saatlik test süresi boyunca sızdırmaz hale getirilebildiği ve vakum koşullarında muhafaza edilebildiği için bir tezgah üstü model olarak etkili olduğunu kanıtladı. Bu model, yara pansuman malzemelerinin NPWT sistemleri ile uyumluluğunu değerlendirmede faydasını başarıyla göstermiştir.

Yaraların yönetimi ve iyileşme sürecine yardımcı olmak için farklı terapötik yaklaşımlar mevcuttur. Bu tür terapötik yaklaşımlar arasında ileri yara örtüleri, büyüme faktörleri, hiperbarik oksijen tedavisi, cilt ikameleri ve negatif basınçlı yara tedavisi (NPWT) ^bulunur1. NPWT, yara yüzeyine negatif basınç sağlayan sisteme sürekli veya aralıklı olarak atmosfer altı basınç uygulayan yara örtüsü sistemlerini ifade eder. NPWT, akut veya kronik yaraların tedavisinde popüler bir tedavi yöntemi haline gelmiştir². NPWT sistemi, açık hücreli bir köpük, yapışkan yara örtüsü, bir sıvı toplama sistemi ve bir emme pompasından^{oluşur 3}. Emme pompası veya vakum, yara üzerinde sabit bir basınç sağlamak için kullanılır, bu da kan akışını artırmaya ve enfeksiyon riskini azaltmaya yardımcı olur⁴. NPWT, yaradan sıvıyı uzaklaştırarak ve şişliği azaltarak granülasyon dokusu oluşumunu teşvik eder¹. Klinik olarak, yaralar için kullanılan emme basıncı miktarı -20 mmHg ile -200 mmHg arasında değişir, ancak test edilen en uygun basınç -125 mmHg'dir⁵.

NPWT'nin ex vivo deneyleri, test için yeterli tezgah üstü modellerin olmaması nedeniyle bir zorluktur. NPWT sistemlerini test etmek için mevcut yöntemler, NPWT'nin insizyon bölgelerini nasıl etkilediğini test etmek için kullanılan sonlu elemanlar analizi (FEA) bilgisayar simülasyonlarını içerir⁶. Diğer modeller, sıvı alımını test etmek için kullanılabilen tezgah üstü agar bazlı yara modellerini içerir⁷. İn vivo, yara iyileşmesini incelemek için domuz modelleri de kullanılmıştır⁸. Bu modeller, teorik olarak bir yaranın nasıl iyileşmesi gerektiğini tahmin etmek için bir bilgisayarda simüle edilmesinin kolay olması ve bir model malzemesinden çekilen sıvının test edilmesi gibi avantajlara sahiptir. İn vivo test, sistemin canlı deneklerde çalışıp çalışmadığını belirlemek için kesindir⁸. Bu modellerin hepsinin dezavantajları da var. Bir bilgisayar simülasyonu, bir yaranın gerçek hayatta nasıl iyileşeceğini doğru bir şekilde temsil etmeyebilir. Agar bazlı bir model, yaradan iyi bir sıvı toplanmasının olduğunu gösterebilir, ancak sıvının doku^{ve kas 7} boyunca nasıl çekileceğini temsil etmeyebilir. İn vivo modeller pahalıdır ve bir çalışmayı tamamlamak için önemli kaynaklar gerektirir. Ayrıca, hayvanları yarı hareketsiz tutmak zor olabilir, bu nedenle sistemi çekmeleriyle ilgili zorluklar olabilir ve bu da kafa karıştırıcı sonuçlara yol açabilir.

NPWT için bir tezgah üstü modele ihtiyaç vardır, böylece yeni malzemeler gerçek doku kullanılarak sistemle kullanım için test edilebilir. Yeni model, sıvı toplamanın doku ve kas tarafından nasıl etkilendiğini yansıtabilmelidir. Yeni model ayrıca, yaranın vakum pompasının sağladığı kadar basınç alıp almadığını belirlemek için yara yatağı içinde basınç okumaları sağlayabilmelidir. Ek yara örtüleri, farklı köpük türleri ve yaranın üzerine farklı yapışkan sargılar gibi yeni malzemeler/cihazlar da test edilebilir.

Bazı yaralar, enfeksiyon riskini azaltarak iyileşme sürecine yardımcı olmak için ek yara örtüleri gerektirir. Ek yara örtüsü malzemelerinin gerekli olmasının bir başka nedeni de, yara yatağının yüzeyi ile açık hücreli köpük arasında doku büyümesini önlemektir. Bu ek pansuman, yara yatağının açık hücreli köpüğe yapışma riskini azaltır, bu da NPWT sistemini durdururken hasarı ve ağrıyı azaltmaya yardımcı^{olur 9}. Bu ek pansumanlar, yara yatağı ile köpük arasında bir bariyer zarı görevi görmek için açık hücreli köpüğün etrafına yerleştirilebilir. Parafin veya vazelin gömülü gazlı bez gibi yara yatağı ile köpük arasında bir arayüz olarak bazı malzemeler kullanılmıştır. Parafin, sistemden vücuda basınç transferini etkilemeyerek yara örtüsü olarak pozitif potansiyel göstermiştir⁹. Bununla birlikte, vazelin gömülü gazlı bezin sıvı toplanmasını engellediği bildirilmiştir ve bu nedenle uygun bir ek materyal olarak kabul edilmemiştir⁹.

Kitosan bazlı yara örtüleri, antimikrobiyal etkileri ve biyouyumlulukları nedeniyle NPWT sırasında eklemek için iyi bir ek pansuman olabilir^10,11. Kitosan, mantarlarda ve eklembacaklılarda bulunan doğal bir polisakkarit olan kitinin N-deasetillenmiş bir türevidir^12,13. Kitosan, geniş bir gram-negatif ve gram-pozitif bakteri spektrumunda doğal antibakteriyel özellikler sergilemiştir¹⁴. Bu nedenle kitosan membranları, kolay üretilebilmeleri, uzun raf ömrüne sahip olmaları ve doğuştan gelen antimikrobiyal etkiler göstermeleri nedeniyle yaraların tedavisinde popüler hale gelmiştir¹⁰. Bu zarlar ayrıca iyi biyouyumluluk biyolojik bozunma gösterir ve toksik değildir¹⁰.

Bu çalışmada, kitosan ve glikozaminoglikan gelişmiş bir yara bakım cihazı olan Foundation DRS, NPWT ile biyouyumluluğunu belirlemek için incelenmiştir. Vakıf DRS, yaralarda hücresel invazyonu ve neo-anjiyogenezi teşvik etmek için ideal kullanım özellikleri ve gözeneklilik için üretilmiş, biyolojik olarak parçalanabilen bir dermal rejenerasyon iskelesidir. Bu cihaz, bir dizi farklı yaralanma ve kullanımda iyileşme için avantajlıdır. Bası yaraları, diyabetik ayak ülserleri, birinci derece yanıklar, travma yaraları, ayrışmış yaralar ve cerrahi yaralar gibi çok çeşitli yaralarda kullanım amacı ile oluşturulmuştur^10,11. Temel DRS, cihazın ıslakken hidrojele dönüşmesini önleyen üretim süreci nedeniyle NPWT'de kullanım için iyi bir seçenektir. Bu cihaz, ıslandığında açık bir gözenek yapısını korur, bu da NPWT^12,13 uygulaması sırasında sıvının akmasına izin vermelidir.

Bu çalışmanın amacı, yara pansuman malzemelerinin NPWT cihazları ile uyumluluğunu test etmek için kullanılabilecek bir tezgah üstü et analog modeli geliştirmektir. Klinik olarak, çoğu NPWT uygulaması için basınçlar -80 mmHg ila -125 mmHg arasında değişir⁴. En kötü klinik kullanım koşullarını simüle etmek için, daha yüksek ve daha düşük bir basınç ayarı kullanıldı (-25 mmHg ve -200 mmHg). Bu çalışmanın bir diğer amacı, kitosan yara bakım cihazının eklenmesinin NPWT'nin basınç okumalarına ve sıvı toplanmasına müdahale edip etmediğini belirlemekti. NPWT sırasında sıvı toplanmasındaki aksaklıklar veya basınç kayıpları, kötü yara iyileşmesine ve klinik sonuçlara yol açabilir. Sıvı toplama, kitosan yara bakım cihazı olan ve olmayan test gruplarına benzer olmalıdır. Basınç okumaları, 72 saatin üzerindeki test grupları arasında da benzer olmalıdır. Klinik ortamlarda, yara örtüsü her 48-72 saatte bir değiştirilir, bu nedenle bu çalışmada her numune 72 saat boyunca test edilmiştir³. Test sırasında, basınçta bir düşüş olmadığından emin olmak için basınç okumaları gözlemlenmelidir.

Bu çalışmada kullanılan reaktiflerin ve ekipmanların detayları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.

1. Test kutusunun oluşturulması

1. 3,2 fincanlık plastik bir kap edinin.
2. Kap kapağının ortasında 2 inç çapında bir delik oluşturun. Ayrıca, kap kapağının iki köşesinde kenar contasından yaklaşık 1/2 inç uzakta iki 3/8 delik açın. Delikleri oluşturmak için bir delik testeresi kullanın.
   NOT: Laboratuvar yapımı bir tezgah üstü et analog kutusuna bağlı ticari bir NPWT makinesi kullanılarak genel test kurulumunu gösteren bir şema Şekil 1'de gösterilmektedir. Bu şema, kutunun deneyler için nasıl kullanıldığını özetlemektedir. Bu deney için oluşturulan kutu Şekil 2'de gösterilmiştir.
3. 3/8 deliğin ilkinde, doğrudan deliğe bir basınç göstergesi bağlayın.
   NOT: Bu gösterge, dokudaki sızıntıları gösterecek olan test dokusunun dışındaki basınç düşüşlerini izlemek için kullanıldı.
4. İkinci 3/8 delikte, dış çapı 3/8'den az olan küçük, esnek bir IV tüpünü delikten kapağın iç tarafında 7 inç uzunluğa kadar besleyin. Ardından, basınç tüpünü kabın dışındaki düşük basınç göstergesine takın.
   NOT: Basınç tüpü, test sırasında yara yatağına yerleştirilmiştir.

2. Et analog hazırlama

1. NPWT testi için kas ve yağ dokusunu simüle etmek için burada doku olarak bilinen, ticari olarak temin edilebilen tuzlu domuz göbeği kullanın.
2. Yaklaşık 1,5 inç genişliğinde ve 0,75 inç derinliğinde bir # 21 bıçak neşteri kullanarak dokunun yüzeyinde dairesel bir yara defekti oluşturun. Ardından, # 21 bıçaklı bir neşter ile dokuyu her iki taraftaki yağın içinden geçirin.
3. Yara defekti oluşturulduktan sonra, ciltteki fazla yağı çıkarmak için dokuyu silin ve ardından fazla tuzu çıkarmak için gece boyunca deiyonize suya batırın.

3. Test odasının yüklenmesi

1. Test odasının altını 1.5 inç kalınlığında açık hücreli köpükle doldurun. Ardından, mendili köpüğün üzerine yerleştirin.
   NOT: Doku örneğini manuel olarak ortalayın, böylece oluşturulan yara kusuru doğrudan kapağın üst kısmındaki deliğin altında olur.
2. Deney grupları için, kitosan yara bakım cihazını yara defektinin içine, defektin alt ve yan kısımları kapanacak şekilde ekleyin. Ardından, kusurun geri kalanını açık hücreli köpükle doldurun.
3. Test odasındaki manometreye bağlı basınç tüpünü, kusuru doldurmak için kullanılan açık hücreli köpüğün içine yerleştirin. Bu tüpün yara defektinin yüzeyinden yaklaşık yarıya kadar yerleştirildiğinden emin olun.
4. Dokuyu yapışkan yara örtüsü ile örtün. Daha sonra, yapışkan sargı üzerinde, doğrudan açık hücreli köpüğün ortasının üstünde, yara defektini dolduran küçük bir kesik oluşturun.
5. Vakum memesini test odasının kapağından geçirin ve küçük kesimin yapıldığı yapışkan sargının üzerine yerleştirin. Vakum memesini yerleştirdikten sonra, yapışkan yara örtüsünü ve vakum memesini aşağı bastırmak için test odasının kapağını kapatın, bu da bir sızdırmazlık oluşturmaya yardımcı olur.
6. 500 mL sıvı toplama kabını vakum pompasına bağlayın ve ardından vakum memesini sıvı toplama kabına bağlayın.

4. Simüle edilmiş vücut sıvısının oluşturulması

1. Marques ve ^ark.15'e göre simüle edilmiş bir vücut sıvısı oluşturun.
2. 8.035 g NaCl, 0.355 g NaHCO₃, 0.225 g KCl, 0.231 g K₂HPO₄3H₂O, 0.311 g Cl₂Mg6H₂O, 0.292 g CaCl, 0.072 g NaSO₄^2-, 6.118 g (HOCH₂) ₃CNH₂, ve toplam çözeltiyi 1 L'ye getirmek için 960 mL deiyonize suda 39 mL 1 M HCl.
   NOT: Simüle edilmiş vücut sıvısının bileşimi Tablo 1'de gösterilmiştir.
3. Ardından, simüle edilmiş vücut sıvısını 3: 1 oranında sığır serumu ile birleştirin. Mikrobiyal kontrol için nihai çözeltiyi %5 oranında 10x antibiyotik/antimikot ile destekleyin. Sığır serumu ve antibiyotikler/antimikotikler ekledikten sonra çözeltiyi karıştırın ve ardından buzdolabında saklayın.
   NOT: Nihai çözüm, tam çözüm olarak anılacaktır. Bu çözelti steril tutulmamalı ve her numune test edilmeden önce taze hale getirilmelidir.

5. Test koşulları

1. Test koşuluna bağlı olarak numuneler için vakum pompasındaki ayarları yapın.
   NOT: Test grupları şunlardır: Grup 1 Kontrol (n = 3): -200 mmHg'de sürekli emiş ile tek başına köpük; Grup 2 Kontrol (n = 3): 0 ila -200 mmHg arasında aralıklı emişli tek başına köpük; Grup 3 (n=3): -200 mmHg'de sürekli emişli Köpük Altında Kitosan Yara Bakım Cihazı; Grup 4 (n=3): 0 ile -200 mmHg arasında aralıklı emişli Köpük Altında Kitosan Yara Bakım Cihazı; Grup 5 Kontrol (n = 3): -25 mmHg'de sürekli emiş ile tek başına köpük; Grup 6 Kontrol (n = 3): 0 ila -25 mmHg arasında aralıklı emişli tek başına köpük; Grup 7 (n=3): -25 mmHg'de sürekli emişli Köpük Altında Kitosan Yara Bakım Cihazı; Grup 8 (n=3): 0 ile -25 mmHg arasında aralıklı emişli Köpük Altında Kitosan Yara Bakım Cihazı.
2. Maksimum basınç test grupları için basıncı -200 mmHg'ye ayarlayın. Minimum basınç test grupları için basıncı -25 mmHg'ye ayarlayın. Ardından, vakum pompası ayarlarını aralıklı veya sürekli basınca yerleştirin. Tüm örnekleri 72 saat boyunca çalıştırın.
   NOT: Sürekli ayar, 72 saat boyunca sürekli olarak basınç uyguladı. Aralıklı ayar, 72 saat boyunca 5/2 oranında (5 dakika basınç, ardından basınçsız 2 dakika) basınç uyguladı. Maksimum ve minimum değerler, klinik NPWT sistemlerinin kullanabileceği basınç aralığına göre seçildi. NPWT'nin tipik olarak bir bandaj değişikliği gerçekleştirmeden önce klinik olarak kullanıldığı sürenin uzunluğuna bağlı olarak 72 saatlik bir döngü seçildi³.
3. Test sırasında, manometre üzerindeki basıncı ve sıvı toplama kabındaki sıvı miktarını 12 saat boyunca her 72 saatte bir kaydedin.
4. Vücut sıvısı analog miktarı, görsel olarak gözlemlendiği gibi, test odasının üst kısmının %75'inin altına düşerse, ikincil basınç göstergesini çıkarın ve odaya eksiksiz bir çözelti ekleyin.
   NOT: Numunelerin hazırlanması ve test kurulumu Şekil 3'te görülebilir.
5. 72 saat sonra vakum pompasını kapatın ve sıvı toplama bidonunu vakum memesinden ayırın. Sıvı toplama kabını vakum pompasından çıkarın.
6. Dokuyu test odasından çıkarın ve yapışkan yara örtüsünü çekerek çıkarın. Ardından, açık hücreli köpüğü çıkarın ve kitosan yara bakım cihazının hala sağlam olup olmadığını gözlemleyin. Kırılmadan, yırtılmadan veya yırtılmadan çıkarılabiliyorsa sağlam kabul edilir; Bununla birlikte, zar tamamen çıkarılabiliyorsa küçük yırtıklar veya incelme kabul edilebilir.

6. İstatistiksel analiz

1. İstatistiksel analiz için, test koşulu başına üç test numunesinden test süresi boyunca her 12 saatte bir kaydedilen basınç değerlerini kullanın. İstatistiksel analiz için, test koşulu başına üç test numunesinden nihai sıvı toplama değeri kullanıldı.
   NOT: Tüm istatistiksel analizler için anlamlılık düzeyi α = 0.05 olarak belirlenmiştir.
2. Her zaman noktasında ortalama ve standart sapmaları (n = 3 / grup) hesaplayın. İstatistiksel analizi gerçekleştirmeden önce, Shapiro-Wilk testini kullanarak her grup için normallik testi yapın (örn., -200 mmHg'de sürekli emiş, -25 mmHg'de sürekli emiş, -200 mmHg'de aralıklı emme ve -25 mmHg'de aralıklı emiş) ANOVA veya Kruskal-Wallis testinin uygun olup olmadığını belirlemek için.
3. Aynı basınç testi koşullarına tabi tutulan deney ve kontrol grupları için verileri analiz edin (örneğin, -200 mmHg'de sürekli emiş; -25 mmHg'de sürekli emiş; -200 mmHg'de aralıklı emme veya -25 mmHg'de aralıklı emiş) membran tipi ve zamanı ana faktörler olarak kullanarak iki yönlü bir ANOVA veya Kruskal Wallis testi kullanarak.
4. İstatistiksel farklılıklar tespit edilirse, post-hoc analizler yapın. Hangi grupların farklı olduğunu belirlemek için ANOVA'dan sonra Tukey'in HSD post-hoc testini veya Kruskal-Wallis testinden sonra Dunn post-hoc testini kullanın.
5. Kontrol ve deney gruplarındaki her numune için nihai sıvı toplama değerlerini kullanarak, eşit olmayan varyansları varsayarak iki kuyruklu bir t-testi gerçekleştirin.
   NOT: Test süresi boyunca basınçta önemli bir düşüş olmadığından emin olmak için her zaman noktasında basınç analiz edilmiştir. Sıvı toplanması her seferinde incelenirken, sadece son zaman noktasında analiz edildi. Bunun nedeni, her dokunun farklı yağ ve kas profillerine sahip olması, farklı sıvı toplama oranlarına neden olması ve genel sıvı toplamayı analiz için zaman noktalarına göre sıvı toplamadan daha kullanışlı hale getirmesidir.

Çalışmanın amacı, NPWT için bir doku analoğu kullanan bir tezgah üstü model geliştirmek ve modeli, yara pansuman malzemelerinin negatif basınçlı bir yara tedavi makinesi ile uyumluluğunu araştırmak için kullanmaktır. Model, NPWT makinesinin bir yara bakım cihazının eklenmesiyle zaman içinde basıncı koruyup koruyamadığını incelemek için kullanıldı. Model ayrıca, bir yara bakım cihazının varlığında NPWT makinesi tarafından üretilen basıncın ve toplanan sıvının, cihazın yokluğuna kıyasla farklı olup olmadığını belirlemek için de kullanıldı.

Ortalama ± standart sapma basınçları, her kontrol ve deney grubu için 72 saatlik test boyunca her bir zaman noktasında hesaplandı. Her grup için, zaman içinde herhangi bir basınç düşüşü veya basınç artışı olup olmadığını belirlemek için basınç okumaları karşılaştırıldı. Maksimum ve minimum basınçta dört test koşulunun tümü ve hem kontrol hem de deney grupları için, 72 saatlik test süresi boyunca basınçta istatistiksel bir değişiklik olmamıştır (p > 0.7). 72 saatlik test süresi boyunca herhangi bir grupta basınç düşüşü görülmediğinden, kitosan membranının eklenmesi test sırasında vakum pompasının performansını etkilemedi.

Maksimum basınçta (Şekil 4), sürekli test koşulları için kontrol ve deney gruplarından alınan basınç okumaları arasında bir fark görülmedi, ancak aralıklı test koşulu için bir fark vardı. Sürekli test koşulu için, deney grubu, kontrole (-169.6 mmHg ± 1.56 mmHg) kıyasla benzer basınç okumaları (-172.9 mmHg ± 2.18 mmHg) gösterdi (p = 0.27).

Minimum basınçta (Şekil 5), sürekli test koşulu için kontrol ve deney gruplarından alınan basınç okumaları arasında bir fark görülmüştür, ancak aralıklı test koşulu için bir fark görülmemiştir. Sürekli test koşulu için, deney grubu, kontrole (-27.1 mmH±g ± 1.75 mmHg) kıyasla daha düşük basınç okumaları (-21.8 mmHg 0.7 mmHg) gösterdi (p = 6 x ^10-7). Aralıklı test koşulu için, deney grubu, kontrole (-23.4 mmHg + 1.83 mmHg) kıyasla benzer basınç okumaları (-20.6 mmHg ± 1.45 mmHg) gösterdi (p = 0.29). Sıvı toplanmasının tüm gruplarda benzer olduğu gözlendi (Şekil 6 ve Şekil 7).

Test numuneleri arasında basınç okumalarında farklılıklar vardı. Varyasyon, büyük ölçüde, her bir dokunun sahip olduğu yağ miktarına ve dokunun testten önce ne kadar fenestre olduğuna bağlandı ve rutin olarak sızıntı için test odasına değil, sızıntı numune testinden önce düzeltildi.

Şekil 1: NPWT test düzeneğinin şeması. Vakum pompası, boru, yapışkan yara örtüsü ve köpük, ek yara örtüsü ve yara defekti dahil olmak üzere bu çalışmada kullanılan negatif basınçlı yara tedavi sisteminin genel test tasarım kurulumunu gösteren bir şema. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: NPWT tezgah üstü model tasarımı. NPWT tezgah üstü modeli için oluşturulan plastik kutu tasarımının temsili bir görüntüsü. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Test için numune hazırlama ve bileşenleri birleştirme adımları. Numune hazırlama, test odasının yüklenmesi ve genel kurulum gibi numuneyi test etmek için atılan adımlar. Bu deneydeki test odası kurulumu iki basınç göstergesi gösterir: biri basıncı okumak için yan tarafına bağlı (solda) ve diğeri arıza emniyeti olarak kullanılır ve odaya daha fazla sıvı eklemek için çıkarmak için kullanılır (sağda). Test odası ayrıca köpükle doldurulmuş dokunun yerleşimini, yara örtüsünü ve üstüne yerleştirilmiş vakum başlığını da gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Maksimum basınç karşılaştırmaları. Kontrol ve deney grupları (Grup 1-4, n = 3/grup) için maksimum basınçta (-200 mmHg) 72 saat boyunca ortalama ± standart sapma basınç okumalarıdır. Noktalı mavi çizgi ve kesikli gri çizgi, sürekli basınç gruplarını gösterir. Küçük kesikli turuncu çizgi ve kesikli ve noktalı sarı çizgiler aralıklı basınç gruplarını gösterir. Basınç okumalarının ortalaması, her gruptaki üç numuneden 12 saatlik artışlarla 0-72 saat arasında alındı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Minimum basınç karşılaştırmaları. Kontrol ve deney grupları (Grup 5-8, n = 3/grup) için minimum basınçta (-25 mmHg) 72 saat boyunca ortalama ± standart sapma basınç okumalarıdır. Noktalı mavi çizgi ve kesikli gri çizgi, sürekli basınç gruplarını gösterir. Küçük kesikli turuncu çizgi ve kesikli ve noktalı sarı çizgiler aralıklı basınç gruplarını gösterir. Basınç okumalarının ortalaması, her gruptaki üç numuneden 12 saatlik artışlarla 0-72 saat arasında alındı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: Grup 1'den 4'e kadar olan gruplar için nihai sıvı koleksiyonunun temsili görüntüleri. (A) Maksimum basınçta sürekli emme altında Grup 1 kontrol numunesi için 72 saat sonra sıvı toplamanın temsili bir görüntüsü. (B) Maksimum basınçta aralıklı emme altında Grup 2 kontrol numunesi için 72 saat sonra sıvı toplamanın temsili bir görüntüsü. (C) Maksimum basınçta sürekli emme altında Grup 3 test numunesi için 72 saat sonra sıvı toplamanın temsili bir görüntüsü. (D) Maksimum basınçta aralıklı emme altında Grup 72 test numunesi için 4 saat sonra sıvı toplamanın temsili bir görüntüsü. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 7: Grup 5 ila 8 için nihai sıvı koleksiyonunun temsili görüntüleri. (A) Minimum basınçta sürekli emme altında Grup 5 kontrol numunesi için 72 saat sonra sıvı toplamanın temsili bir görüntüsü. (B) Minimum basınçta aralıklı emme altında Grup 6 kontrol numunesi için 72 saat sonra sıvı toplamanın temsili bir görüntüsü. (C) Minimum basınçta sürekli emme altında grup 7 test numunesi için 72 saat sonra sıvı toplamanın temsili bir görüntüsü. (D) Minimum basınçta aralıklı emme altında Grup 72 test numunesi için 8 saat sonra sıvı toplamanın temsili bir görüntüsü. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 1: Simüle edilmiş vücut sıvısını 1 L DI suda hazırlamak için gereken reaktifler.

NPWT için birkaç tezgah üstü model vardır, ancak bunların önemli sınırlamaları vardır. Loveluck ve ark. NPWT'nin dikişli insizyon bölgelerini nasıl etkilediğini belirlemek için bir FEA bilgisayar modeli geliştirdiler, ancak ek yara pansuman materyallerini hesaba katmadılar⁶. Rycerz ve ark. NPWT⁷ sırasında yaralara damlatma solüsyonu dağılımını değerlendirmek için agar tabanlı modeller geliştirdi. Agar, farklı modellerde suda çözünür malzemelerin/boyaların dağılımını değerlendirmek için bir ortam sağlarken, NPWT'ye maruz kalan kas ve yağ dokularını içeren yaraların karmaşık heterojen yapısını kopyalamayan basit homojen bir malzemedir. Ayrıca, bu testler 3,5 saate kadar nispeten kısa süreler boyunca gerçekleştirilirken, klinik koşullarda, yara örtüsünü değiştirmeden önce vakumun 48-72 saat açık kalması yaygındır³. Alternatif olarak, in vivo olarak, domuz modelleri kullanılabilir, ancak pahalıdır ve kullanımdan önce özel gözetim ve onay süreçleri gerektirir⁷. Farklı deneysel koşullar altında vakum pompasına göre yara yatağı içindeki sıvı toplanmasını ve basınçlarını değerlendirmek için gerçekçi bir doku bileşimi ve yapıları kullanan mevcut tezgah üstü modeller mevcut değildir.

Bu sınırlamayı ele almak için, vakum pompası okumasına göre yaraya ne kadar basınç uygulandığını görmek için yara defektinin içinden 72 saatlik süre boyunca basıncı okuyabilecek bir tezgah üstü model tasarlanmış ve üretilmiştir. Bu, köpüğün ortasından geçen basınç tüpüne bağlı basınç göstergesi kullanılarak elde edildi. Test sırasında kaptaki sıvıyı yenilemek ve vakumu etkilememek için, ek sıvıda pipetleme için çıkarılabilen ikinci bir basınç göstergesi eklendi. Bu ikinci basınç göstergesi aynı zamanda bir arıza emniyeti görevi gördü çünkü sıfırı okuması gerekiyordu ve eğer okumadıysa, doku örneği yerine test odasına basınç uygulanıyordu ve bu da testi geçersiz kılıyordu. Sistemin ele aldığı bir diğer konu da numune üzerinde yeterli miktarda mühür olduğundan emin olmaktı; Bu, test odasının kapağı kapatıldığında, doku, fazladan boşluk kalmadan odayı kapatacak kadar aşağı itildiğinde, onu yükseltmek için numunenin altına bir parça köpük yerleştirilerek elde edildi.

Domuz göbeği, bir yara dokusu analoguna olan ihtiyacı karşılamak için kullanıldı. Domuzun midesinin altından gelen domuz göbeği, karmaşık insan kası ve yağ dokularını taklit eden ve yara dokusu özelliklerini daha iyi simüle eden yağ ve kas katmanlarına sahip olduğu için kullanılmıştır. Ek olarak, domuz göbeği kolayca ucuza elde edilir ve kullanımdan önce kürleme tuzlarını çıkarmak için sadece minimum manipülasyon gerekir. Kullanılan doku örneklerinin farklı bileşimleri, gruplar arasında görülen basınç farklılıklarının bazılarına neden olmuş olabilir. Farklı yağ ve doku bileşimleri veya köpüğün dokuya nasıl yerleştirildiği, makinenin çekebildiği basıncı etkilemiş olabilir. Klinik olarak, hastalar ayrıca kas, yağ ve doku varyasyonları sergileyecektir, bu nedenle domuz göbeği bileşimi nedeniyle görülen farklılıklar, cihazın hastalarda nasıl çalıştığındaki varyasyonu temsil edebilir.

Bu tezgah üstü model tasarımı, NPWT için farklı basınçlardan farklı yara örtüsü malzemelerine kadar yeni uygulamaların in vitro olarak test edilmesine de olanak tanır. Ayrıca, yalnızca vakum pompasından gelen basınç okumalarını gözlemlemek yerine, köpüğün bulunduğu yara yatağının içinden basıncın kaydedilmesine izin verir. Bu, pompadan uygulanan basıncın yara içine uygulanıp uygulanmadığını gösterir. Bu çalışmada oluşturulan model, bilgisayar simülasyonları veya in vivo testler kullanılmadan sıvı toplama ve basıncın kaydedilmesine izin verdiği için yararlıdır. Benzer şekilde, bu tezgah üstü model, NPWT makinesinin agar bazlı malzemeler yerine klinik durumu daha yakından taklit eden kas ve yağ dokuları üzerinde nasıl çalıştığına bir göz atmaya izin verdiği için avantajlıdır. Bu model, canlı hayvanların kullanılmasını gerektirmediği ve düşük maliyetli ürünlerden oluşturulduğu için in vivo testlere göre daha ekonomiktir.

Bu model, ticari bir kitosan yara bakım cihazı olan ve olmayan bir NPWT makinesi tarafından üretilen basınçları ve toplanan sıvıyı karşılaştırmak için kullanıldı. NPWT makinesi, kitosan gelişmiş yara bakım cihazının varlığında veya yokluğunda 72 saatlik süre boyunca basınçları koruyabildi. NPWT makinesi yara bakım cihazı ile veya yara bakım cihazı olmadan kullanıldığında, maksimum ve minimum basınç testi koşulları altında 72 saatlik bir süre boyunca kontrol (yara bakım cihazı yok) ve test (yara bakım cihazı ile) grupları arasında basınç okumalarında hiç fark yoktu veya çok küçük farklılıklar vardı. Bununla birlikte, tedavi grupları arasında kontrol ve test membranları arasında sıvı toplanmasında herhangi bir fark yoktu.

Protokoldeki belirli adımlar, her numune için basınç ve sıvı toplama okumalarının doğru olmasını sağlamada kritik öneme sahipti. Test sürecindeki en önemli adımlar Adım 1'de bulundu. Hassas basınç okumalarının kaydedildiğinden emin olmak için, oluşturulan test kutusunun sızıntı göstermemesi gerekiyordu; aksi takdirde, basınç göstergeleri düzgün çalışmayacaktır. Bu süreçteki diğer kritik adımlar 2.2 ve 3.1 adımlarını içerir. Adım 2.2 çok önemliydi çünkü yara defektinin numunedeki son yağ tabakasına nüfuz edecek kadar derin olması ve sıvının toplanması için dokunun fenestre edilmesi gerekiyordu. Adım 3.1 kritikti çünkü kusurun açık gözenekli köpükle doldurulması gerekiyordu. Köpük tüm yara defektini doldurmalı ve sıkıca oturmalıdır; aksi takdirde, vakumla uygun bir sızdırmazlık oluşturmaz ve bu da basınç okuma sorunlarına neden olur. Adım 3.4 kritikti çünkü yapışkan yara örtüsünün tüm numuneyi kaplaması gerekiyordu. Yapışkan yara örtüsü tüm numuneyi kaplamadıysa, test odasının içinde basınç sızıntıları olabilir.

Bu çalışmanın bir sınırlaması, karşılaştırılacak karşılaştırılabilir bir modelin olmamasıdır. Modelin başkaları tarafından çoğaltılması ve kullanılması, modelin faydasını doğrulamaya yardımcı olacaktır. Bu modelin bir başka sınırlaması, basınç tüpünü manometreye bağlayarak hava sızıntısı potansiyelidir. Farklı bir bağlantı yaklaşımı kullanarak hava sızıntısı risklerini en aza indirmenin daha iyi bir yolu, gelecekteki çalışmalarda yardımcı olabilir.

Bu tezgah üstü model, NPWT için gerekliydi, böylece ek yara örtüsünün NPWT sisteminin performansını değiştirmediğinden emin olmak için sıvı toplama ve basınç üretimini inceleyerek yeni malzemenin uyumluluk açısından test edilebilmesi için. Oluşturulan modelin NPWT'de birçok potansiyel uygulaması vardır. Yara örtüsü malzemelerinde farklı yara örtü malzemelerini ve lokal ilaç verme seçeneklerini test etmek için kullanılabilir. Bu model kullanılarak kesi, tünel açma veya yanık yaraları gibi çeşitli yara türleri oluşturulabilir ve test edilebilir. Farklı yara tipleri için, optimal NPWT ayarlarını belirlemek için basınç ve sıvı toplanması incelenebilir. Bu model aynı zamanda cilt örneklerinde NPWT'nin nasıl test edileceğine karar vermek için başka yollar da açarken, daha önce modeller çoğunlukla diğer malzemelerle veya simüle edilmiş testlerle sınırlıydı. Sonuç olarak, tasarlanan tezgah üstü model, NPWT sistemi ile uyumlu olup olmadıklarını belirlemek için yara pansumanları için bir yara yatağının içindeki basınçları başarılı bir şekilde değerlendirebildi.

Genel olarak, test edilen kitosan yara bakım cihazının, test edilen koşullar için NPWT sisteminde basınç veya sıvı toplanmasını engellediği görülmemiştir. Bu çalışmada, uzun süreler boyunca test edilmesine, bir doku analogu kullanılmasına ve yara pansuman malzemelerinin kullanımına uyum sağlama yeteneğine izin vererek mevcut tezgah üstü modellerin sınırlamalarının üstesinden gelmek için bir tezgah üstü model geliştirilmiştir.

Bu çalışma Bionova Medical, Inc.'den (Germantown, TN) bir hibe ile desteklenmiştir.

Bu araştırma, Memphis Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü ve Bionova Medical'in yardımıyla mümkün olmuştur.