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Open Access Research article

TissuePatch™ as a novel synthetic sealant for repair of superficial lung defect: in vitro tests results

Ruoyu Zhang1*, Maximilian Bures1, Hans-Klaus Höffler1, Norman Zinne1, Florian Länger2, Theodosios Bisdas1, Axel Haverich1 and Marcus Krüger1

Author Affiliations

1 Department of Cardiac, Thoracic, Transplantation and Vascular Surgery, Hannover Medical School, Carl-Neuberg Str. 1, Hannover, 30625, Germany

2 Department of Pathology, Hannover Medical School, Carl-Neuberg Str. 1, Hannover, 30625, Germany

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Annals of Surgical Innovation and Research 2012, 6:12  doi:10.1186/1750-1164-6-12

Published: 19 November 2012

Abstract

Background

Controversies surrounding the efficacy of surgical sealants against alveolar air leaks (AAL) in lung surgery abound in the literature. We sought to test the sealing efficacy of a novel synthetic sealant, TissuePatch™ in an in vitro lung model.

Methods

The lower lobe of freshly excised swine lung (n = 10) was intubated and ventilated. A superficial parenchymal defect (40 × 25 mm) was created, followed by AAL assessment. After sealant application, AAL was assessed again until burst failure occurred. The length of defect was recorded to evaluate the elasticity of the sealant.

Results

Superficial parenchymal defects resulted in AAL increasing disproportionally with ascending maximal inspiratory pressure (Pmax). Multiple linear regression analysis revealed strong correlation between AAL and Pmax, compliance, resistance. After sealant application, AAL was sealed in all ten tests at an inspired tidal volume (TVi) of 400 ml, in nine tests at TVi = 500 ml, in seven at TVi = 600 ml and in five at TVi = 700 ml. The mean burst pressure was 42 ± 9 mBar. Adhesive and cohesive sealant failures were found in six and three tests respectively. The length of defect before sealant failure was 8.9 ± 4.9% larger than that at TVi = 400 ml, demonstrating an adequate elasticity of this sealant film.

Conclusions

TissuePatch™ may be a reliable sealant for alternative or adjunctive treatment for repair of superficial parenchymal defects in lung surgery. The clinical benefits of this sealant should be confirmed by prospective, randomised controlled clinical trials.

Abstrakt

Hintergrund

Die Wirksamkeit von chirurgischen Klebstoffen zur Prävention von alveolo-pleuralem Luftleck (APL) ist trotz zunehmenden klinischen Anwendungen in Lungenchirurgie immer noch kontrovers diskutiert. Wir evaluierten die Abdichtungswirksamkeit von einem neuartigen synthetischen Kleber, TissuePatch™ mittels eines in vitro Lungenmodels.

Methode

Der Unterlappen von frisch entnommenen Schweinlungen (n = 10) wurde intubiert und beatmet. Eine pleurale Läsion (40 × 25 mm) wurde erstellt und APL mit steigendem inspiratorischem Tidalvolumen (TVi) untersucht. Nach Applikation von TissuePatch™ wurde APL auf die gleiche Weise gemessen bis zur Auftritt von Kleberbruch. Zur Untersuchung der Elastizität des Klebers wurde die Länge der pleuralen Läsion gemessen.

Ergebnis

Pleurale Läsion führte bei aufsteigendem maximalem inspiratorischem Druck (Pmax) zu überproportionalem Anstieg von APL. Multiple lineare Regressionsanalyse ergab eine starke Korrelation zwischen APL und Pmax, Lungencompliance sowie Widerstand. Nach der Applikation von Klebstoff wurde APL bei TVi = 400 ml in allen zehn Testen versiegelt, bei TVi = 500 ml in neun Testen, bei TVi = 600 ml in sieben und bei TVi = 700 ml in fünf Testen. Der mittlere Pmax, der zu Kleberbruch führte, betrug 42 ± 9 mBar. Bei den Versuchen wurden adhäsiver und kohäsiver Kleberbruch in jeweils sechs und drei Testen gefunden. Die Länge der pleuralen Läsion vor dem Kleberbruch war 8,9 ± 4,9% größer als die bei TVi = 400 ml.

Schlussfolgerung

Unsere Versuche zeigten eine zuverlässige Versiegelung von TissuePatch™ unter mechanischer Ventilation. Die klinische Nützlichkeit vom Kleber als unterstützende Maßnahme zur Prävention von alveolo-pleuralem Luftleck in Lungenchirurgie sollte durch prospektive, randomisierte kontrollierte klinische Studien bestätigt werden.

Keywords:
Lung; Pleural air leak; Sealant; In vitro model