Способ получения биосовместимого материала

 

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии и может быть использовано для изготовления интракорнеальных линз и имплантатов, кератопротезов и искусственных радужек. Проводят объемную радикальную полимеризацию мономеров акрилового и/или винилового ряда в присутствии воды и сшивателя. В полимеризуемую смесь добавляют фибронектин или химически модифицированный фибронектин в количестве 0,02-4,0 мг/мл. При этом полимеризацию проводят с помощью облучения или с помощью вещественного инициирования. Изобретение позволяет снизить количество осложнений, связанных с избыточным рубцеванием или потерей прозрачности оптических сред глаза в зоне имплантата. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для изготовления интракорнеальных линз и имплантатов, кератопротезов, искусственных радужек и т.д.

Известен способ получения пластичного материала из коллагена для офтальмологии (патент РФ N 2033165), который заключается в сополимеризации сорбированного на поликремневую кислоту коллагена с мономерами акрилового и/или винилового ряда путем радиационного облучения. Такой материал является биосовместимым, однако он обладает недостаточной адгезией к тканям глаза, что особенно важно для внутрироговичных имплантатов.

Задачей изобретения является разработка способа получения биосовместимого материала для интракорнеальных линз и имплантатов, имплантатов для эпикератофакии, кератопротезов и искусственных радужек, обладающего специфическим сродством и адгезией к соединительным тканям глаза, позволяющим при имплантации свести к минимуму процесс инкапсулирования.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является снижение или отсутствие осложнений, связанных с избыточным рубцеванием или потерей прозрачности оптических сред глаза в зоне имплантата.

Технический результат достигается тем, что проводят объемную радикальную полимеризацию мономеров акрилового и/или винилового ряда в присутствии воды и сшивателя, и согласно изобретению в полимеризуемую смесь добавляют фибронектин или химически модифицированный фибронектин в количестве 0,02 - 4,0 мг/мл, при этом полимеризацию проводят с помощью облучения или с помощью вещественного инициирования.

Фибронектин - белок, который является одним из ключевых компонентов экстрацеллюлярного матрикса. Одной из основных функций фибронектина является обеспечение адгезии клеток к внеклеточному матриксу, а также друг к другу. Это свойство особенно важно при хирургии роговицы с применением имплантатов, когда необходимо минимизировать или избежать формирования капсулы вокруг имплантата, снижающей оптические свойства. Введение фибронектина в структуру полимера позволяет осуществлять адгезию межклеточного матрикса и клеток к полимеру по типу природного взаимодействия без формирования дополнительной прослойки - капсулы.

Химически модифицированный фибронектин - фибронектин, содержащий одну или несколько реакционоспособных групп в молекуле. Одним из методов химической модификации белка является ацилирование. Ацилирование проводят с помощью хлорангидрида акриловой или метакриловой кислот (Ж. Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева, т. XXX, N 4, 1985, 402 - 410).

В случае использования химически модифицированного фибронектина происходит дополнительное ковалентное присоединение молекулы белка к полимерной матрице. Это особенно важно при получении редкосшитых полимеров с высоким содержанием воды.

Интервал концентрации фибронектина выбран экспериментально. С этой целью изучали адгезию клеток перитонеального ряда крыс на излучаемых полимерах. Для этого готовили суспензию клеток в среде 199 и доводили концентрацию до 1,5·10⁶ кл/мл. В стерильную чашку Петри помещали полимерный образец, на него наслаивали суспензию клеток, инкубировали при температуре 37^oC в течение 1 часа, затем раствор сливали и проводили подсчет клеток на единицу площади поверхности полимера с помощью микроскопа. Результаты сравнивали с контролем, в качестве которого служил полимер, синтезированный в идентичных условиях, но без добавления фибронектина.

При концентрации фибронектина в полимеризуемой смеси меньше, чем 0,02 мг/мл адгезия клеток была идентична контрольным образцам полимера. В области концентраций 0,02 - 4,0 мг/мл адгезия клеток на опытных образцах была значительно выше, чем на контрольных. При увеличении концентрации фибронектина выше 4,0 мг/мл не наблюдали дальнейшего увеличения количества адгезированных клеток.

Биосовместимый материал получали следующими образом. К мономеру акрилового или винилового ряда или к их смеси добавляли воду, сшиватель и водный раствор фибронектина или химически модифицированного фибронектина. Смесь перемешивали, дегазировали, насыщали инертным газом, вновь дегазировали, а затем полимеризовали с помощью облучения, например гамма-облучения или ультрафиолетового облучения. Вместо облучения полимеризацию проводили с помощью вещественных инициаторов. С этой целью в полимеризуемую смесь добавляли вещественные инициаторы, например персульфат аммония или натрия и тетраметилэтилендиамин.

Способ поясняется примерами.

Пример 1. К 78,0 мл мономера гидроксиэтилметакрилата добавляют 2,0 мл сшивателя триэтиленгликольдиметакрилата и 20 мл водного раствора фибронектина с концентрацией 0,1 мг/мл. При этом концентрация фибронектина в полимеризуемой смеси составляет 0,02 мг/мл. Раствор перемешивают, дегазируют, насыщают инертным газом и вновь дегазируют. Полученную смесь полимеризуют с помощью гамма-излучения дозой 2 мрад. Из полученного полимера методом точения были сформированы интракорнеальные имплантаты в форме кольца толщиной 200 микрон, диаметром 6,5 мм и диаметром отверстия 5,5 мм.

Пациенту А. 35 лет с диагнозом правый глаз миопия высокой степени, миопическая макуладистрофия - произведена операция аллопластическая кератофакция с имплантацией интракорнеального имплантата из ФИБРОГЕЛЯ в виде кольца. Операция проведена по клапанной, бесшовной методике без осложнений. В послеоперационном периоде роговица была прозрачная, визуально определяемый незначительный отек переднего лоскута роговицы над линзой прошел на 2-е сутки после операции. К этому же сроку роговица приняла расчетную офтальмометрию с повышением остроты зрения.

Пример 2. К 59,5 мл мономера гидроксиэтилметакрилата добавляют 0,5 мл тридекаэтиленгликольдиметакрилата и 40 мл водного раствора ацилированного фибронектина с концентрацией 10 мг/мл. При этом концентрация фибронектина в полимеризуемой смеси составляет 4 мг/мл. Раствор перемешивают, дегазируют и полимеризуют с помощью гамма-излучения дозой 2 мрад. Из полученного полимера методом точения были сформированы интракорнеальные имплантаты в виде положительного мениска толщиной 180 микрон и диаметром 5 мм.

Пациентке Б. 65 лет с диагнозом правый глаз послеоперационная афакия, осложненная грыжа стекловидного тела, "сухая" макуладистрофия - произведена операция аллопластическая кератофакция с имплантацией интракорнеального имплантата из ФИБРОГЕЛЯ. Операция проведена по клапанной, бесшовной методике без осложнений. В послеоперационном периоде роговица была прозрачная, визуально определяемый незначительный отек переднего лоскута роговицы над линзой прошел на 2-е сутки после операции. К этому же сроку роговица приняла расчетную офтальмометрию с повышением остроты зрения.

Пример 3. К 65 мл гидроксиэтилметакрилата добавляют 25 мл водного раствора ацилированного фибронектина с концентрацией 4 мг/мл, 7,6 мл воды, раствор тщательно перемешивают, дегазируют и добавляют 0,8 мл тетраметилэтилендиамина и 1,6 мл 10%-ного раствора персульфата натрия. Полученную смесь разливают в формы для образования формы оптической части кератопротеза и проводят полимеризацию. Через сутки полимерное изделие извлекают из формы, тщательно отмывают и стерилизуют с помощью гамма-излучения.

Размеры данной формы - диаметр 3,5 мм, толщина 100 микрон. Диск был имплантирован в строму роговицы кролика. Имплантат показал хорошую биосовместимость. В течение 6 месяцев не было обнаружено нарушения трофики роговицы. Морфологически не было выявлено специфической инфильтрации лейкоцитарных клеток и макрофагов.

Пример 4. К 60 мл воды добавляют 20 г акриламида и 40 мл водного раствора химически модифицированного фибронектина с концентрацией 1 мг/мл. Раствор перемешивают, дегазируют и помещают в матрицу, имеющую форму мениска, диаметром 8 мм и толщиной по центру 100 микрон. Полимеризацию смеси проводили в матрице с помощью гамма-облучения дозой 1,0 мрад. После этого линзу извлекали из матрицы, тщательно промывали водой и стерилизовали.

Затем на деэпителизированную поверхность роговицы кролика помещалась линза в виде мениска толщиной 100 микрон (край 20 - 30 микрон) с отверстиями по периферии, через которые она подшивалась к строме. Срок наблюдения - 2 недели. Под биомикроскопом на 3-е сутки обнаруживались еле заметные отстровки клеток по периферии линзы. Количество их в сроки наблюдения до 2-х недель увеличивалось и также распространялось к оптическому центру линзы. В сроки наблюдения 14 дней после операции нами произведена сканирующая электронная микроскопии линзы. По всей ее поверхности обнаружено островковое нарастание эпителиальных клеток, соединенных между собой "дорожками" из клеток. Клетки расположены монослоем, плотно прилегают друг к другу, однородные по своей форме. Часть клеток меньшего размера - по всей видимости более молодые. Воспалительные клетки практически отсутствуют.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что ФИБРОГЕЛЬ обладает специфическим сродством к клеткам эпителия.

Таким образом, предложенный способ получения биосовместимого материала ФИБРОГЕЛЬ позволяет изготавливать имплантаты для офтальмохирургии, обладающие повышенным сродством к тканям глаза.

Формула изобретения

1. Способ получения биосовместимого материала, включающий объемную радикальную полимеризацию мономеров акрилового и/или винилового ряда в присутствии воды и сшивателя, отличающийся тем, что в полимеризуемую смесь добавляют фибронектин или химически модифицируемый фибронектин в количестве 0,02 - 43,0 мг/мл.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полимеризацию проводят с помощью облучения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полимеризацию проводят с помощью вещественного инициирования.

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2004

(73) Патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью "Научно-экспериментальное производство Микрохирургия глаза"

(73) Патентообладатель:ООО "Научно-экспериментальное производство "Микрохирургия глаза"

Договор № 18498 зарегистрирован 20.02.2004

Извещение опубликовано: 10.04.2004