Способ модификации биоткани для протезирования

Изобретение относится к медицине. Биоткань перед ферментативной обработкой помещают в гипертонические растворы хлорида натрия и подвергают воздействию ультразвука в течение 20-300 минут. Затем обрабатывают ферментом террилитином в концентрации 0,1-10 ПЕ на 1 грамм ткани, отмывают в растворе уксусной кислоты и гидрокарбонате натрия, выдерживают в многократно заменяющихся растворах глутарового альдегида возрастающих концентраций и стерилизуют. Изобретение позволяет гарантированно сохранить коллагеново-эластическую структуру биоткани, снизить степень ее минерализации, сократить расход используемых для обработки реактивов, получить неиммуногенный, прошитый по всему объему, биоматериал. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к протезированию пораженных участков органов и тканей в травматологии, кардиохирургии, стоматологии, офтальмологии, полостной хирургии.

Известно несколько способов обработки биоткани с целью подавления ее иммуногенности и минерализации.

Один из способов включает в себя обработку биоткани 2-5% раствором диглицидилового эфира этиленгликоля с дальнейшей обработкой гепарином с концентрацией не менее 100 МЕ/мл (Пат. РФ 2008767 C1, МКИ 6 A01N 1/100, 1994). Недостаток данного метода обработки состоит в том, что диглицидиловый эфир этиленгликоля образует дополнительные сшивки между волокнами коллагена только на поверхности биоткани, и любое ее повреждение приведет к нарушению этого «защитного» слоя, следствием чего будет являться развитие кальцификации трансплантата.

Предложен способ химической обработки ксеноперикарда, включающий химическую стабилизацию ксеноперикарда 0,625% раствором глутарового альдегида и последующую обработку 1% раствором додецилсульфата натрия, при этом химически стабилизированный ксеноперикард дополнительно обрабатывают 0,05÷0,25% водным раствором хитозана или металлсодержащего хитозана. Недостатком данного метода является тот факт, что из биоткани не удаляются клеточные элементы, что гарантированно не обеспечивает снижения иммуногенности (Пат. РФ 2384348 C2, МПК, A61L 27/36, 2008).

Близким к заявляемому способу модификации биоткани является способ подготовки биоткани к ксенопротезированию, по которому биоткань перед ферментативной обработкой выдерживают в течение 15-72 ч в гипертоническом растворе хлорида натрия 1-10%-ной концентрации, обрабатывают ферментом в боратном буферном растворе при 32-37°C, отмывают сначала в 0,6-6%-ном растворе уксусной кислоты, затем в растворах гидрокарбоната натрия и хлорида натрия, выдерживают в многократно заменяемом растворе глутарового альдегида в буферном растворе с возрастающей концентрацией и стерилизуют (Пат. РФ 2197818 C1, МПК7, A01N 1/100, 2001).

Недостатками данного способа являются высокая концентрация используемого фермента и длительная ферментативная обработка, а также использование в качестве растворителя террилитина боратного буферного раствора, что может привести к разрушению коллагеново-эластической структуры биоткани в ходе обработки и повышению степени ее минерализации.

Предлагаемый способ позволит устранить эти недостатки.

Целью данного способа является снижение риска разрушения коллагеново-эластической структуры биоткани при ферментативной обработке и, как следствие, снижение ее минерализации.

Сущность способа состоит в том, что биоткань перед ферментативной обработкой помещают в гипертонические растворы хлорида натрия, во время которой биоткань подвергают воздействию ультразвука, по крайней мере, однократно, в течение 20-300 минут, затем обрабатывают ферментом террилитином в концентрации 0,1-10 ПЕ на 1 грамм ткани, отмывают в растворе уксусной кислоты и гидрокарбонате натрия, выдерживают в многократно заменяющихся растворах глутарового альдегида возрастающих концентраций и стерилизуют.

Отличие предлагаемого способа заключается в том, что при предварительной обработке в гипертонических растворах хлорида натрия биоткань подвергается ультразвуковой обработке, по крайней мере, однократно в течение 20-300 минут, а ферментативную обработку проводят в ацетатном буферном растворе, количество используемого фермента при этом снижается до 0,1-10 ПЕ на один грамм ткани.

Времени обработки, меньшего, чем 20 минут, не достаточно для эффективного разрушения клеточных элементов, а время более 300 минут является не целесообразным, т.к. процесс разрушения клеточных элементов будет окончен. При воздействии ультразвука на биоткань в указанном временном диапазоне разрушения коллагеново-эдастической структуры не происходит.

Ферментативная обработка гарантированно обеспечивает разрушение оставшихся после ультразвуковой обработки клеточных элементов биоткани и гликозамингликанов как основных носителей антигенности. Замена боратного буферного раствора на ацетатный позволит снизить риск разрушения коллагеново-эластической структуры биоткани.

Концентрация террилитина от 0,1 до 10 протеолитических единиц на один грамм влажной биоткани объясняется тем, что концентрация фермента менее 0,1 ПЕ не достаточна для разрушения оставшихся клеток ткани, а концентрация более 10 ПЕ приведет к разрушению коллагеновых и эластических волокон.

Для того чтобы остановить воздействие террилитина на биоткань, необходима его инактивация. Для этого нужно изменить параметры, от которых напрямую зависит активность фермента, а именно температуру ацетатного буферного раствора, уровень рН, концентрацию фермента в зоне его действия. Поэтому биоткань выдерживают в охлажденном кислотном растворе, а затем промывают в проточной дистиллированной воде.

С целью инактивации оставшихся после промывания на биоткани кислотных групп биоткань помещают в раствор гидрокарбоната натрия. Затем выдерживают в гипертонических растворах солей для извлечения продуктов протеолиза клеток из ткани и промывают дистиллированной водой.

Обработка биоматериала растворами глутарового альдегида возрастающих концентраций необходима для стабилизации ткани и снижения ее иммуногенности.

Способ модификации биоткани для протезирования пораженных участков органов и тканей осуществляется следующим образом.

Биоткань помещают в тару с гипертоническим раствором хлорида натрия в концентрации 1-10% и оставляют на 24-76 ч, меняя каждый день гипертонический раствор в таре. Во время проведения этой обработки биоткань подвергают воздействию ультразвука в течение 60 минут. После окончания обработки в гипертонических растворах хлорида натрия биоматериал промывают в дистиллированной воде. Далее проводят ферментативную обработку. Для этого рассчитывают количество террилитина, необходимого для процесса: 0,1-10 ПЕ на 1 грамм влажной биоткани - и растворяют его в ацетатном буферном растворе, нагретом до 37°C. После ферментативной обработки биоматериал выдерживают в инактивирующем растворе (6-60 г уксусной кислоты, 100 г хлорида натрия, 840-894 г дистиллированной воды) не менее чем 20 минут, промывают в дистиллированной воде и помещают в 0,1 М раствор гидрокарбоната натрия и снова промывают дистиллированной водой. Затем проводят постферментативную обработку гипертоническими растворами солей 2%-ной и 7%-ной концентрации в течение 17 и 6 ч соответственно, и промывают в проточной дистиллированной воде, помещают в раствор глутарового альдегида. Проводят смену раствора глутарового альдегида на раствор с более высокой концентрацией и стерилизуют.

Пример 1.

Биоткань помещают в тару с гипертоническим раствором хлорида натрия в концентрации 2% и оставляют на 72 ч, меняя каждый день гипертонический раствор в таре, затем проводят смену на 7%-ный раствор хлорида натрия и оставляют биоматериал на 6 часов. Во время данной обработки биоткань однократно подвергают воздействию ультразвука в течение 120 минут. По истечении времени предварительной обработки образцы промывают в дистиллированной воде и проводят ферментативную обработку. Для этого рассчитывают количество террилитина, необходимого для процесса: 1 ПЕ на 1 грамм влажной биоткани - и растворяют его в ацетатном буферном растворе, нагретом до 37°C. После ферментативной обработки биоматериал выдерживают в инактивирующем растворе (6-60 г уксусной кислоты, 100 г хлорида натрия, 840-894 г дистиллированной воды) не менее чем 20 мин, промывают в дистиллированной воде и помещают в 0,1 М раствор гидрокарбоната натрия и снова промывают дистиллированной водой. Затем проводят постферментативную обработку гипертоническими растворами солей в концентрациях 2% и 7% в течение 17 и 6 ч соответственно и промывают в проточной дистиллированной воде, помещают в раствор глутарового альдегида. Проводят смену раствора глутарового альдегида на раствор с более высокой концентрацией и стерилизуют.

Пример 2.

Отличается от примера 1 тем, что биоткань помещают в тару с гипертоническим раствором хлорида натрия в концентрации 2% на 48 ч, а затем в 7% гипертонический раствор на 12 ч, подвергают действию ультразвука в течение 60 минут, ферментативную обработку проводят с концентрацией террилитина 5 ПЕ на 1 грамм влажной биоткани.

Пример 3.

Отличается от примера 1 тем, что биоткань подвергают действию ультразвука в течение 100 минут, ферментативную обработку проводят с концентрацией террилитина 5 ПЕ на 1 грамм влажной биоткани.

Применение заявляемого способа модификации биоткани для протезирования позволит гарантированно сохранить коллагеново-эластическую структуру биоткани, снизить степень ее минерализации, сократить расход используемых для обработки реактивов, получить неиммуногенный, прошитый по всему объему, биоматериал.

Источники информации

1. Патент РФ №2008767.

2. Патент РФ №2384348.

3. Патент РФ №2197818.

1. Способ модификации биоткани для протезирования пораженных участков органов и тканей, включающий предварительную обработку в гипертонических солях хлорида натрия, обработку биоткани ферментом в буферном растворе, последовательную отмывку в растворе уксусной кислоты и гидрокарбонате натрия, выдержку в растворах глутарового альдегида и стерилизацию, отличающийся тем, что во время предварительной обработки в гипертонических растворах хлорида натрия биоткань подвергается воздействию ультразвука, по крайней мере, однократно, в течение 20-300 минут; ферментативную обработку проводят в ацетатном буферном растворе с концентрацией фермента 0,1-10 ПЕ на один грамм биоткани.

2. Способ модификации биоткани по п.1, отличающийся тем, что на этапе постферментативной обработки биоткань выдерживают в гипертонических растворах солей.