NO883900L - PROCEDURE FOR CRYOPRESERVATION OF CARDIOVES. - Google Patents

PROCEDURE FOR CRYOPRESERVATION OF CARDIOVES. Download PDF

Info

Publication number
NO883900L
NO883900L NO883900A NO883900A NO883900L NO 883900 L NO883900 L NO 883900L NO 883900 A NO883900 A NO 883900A NO 883900 A NO883900 A NO 883900A NO 883900 L NO883900 L NO 883900L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
approx
temperature
tissue
freezing
heart valve
Prior art date
Application number
NO883900A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO883900D0 (en
Inventor
Robert T Mcnally
Albert Heacox
Kelvin G M Brockbank
Harvey L Bank
Original Assignee
Cryolife Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/000,095 external-priority patent/US4890457A/en
Application filed by Cryolife Inc filed Critical Cryolife Inc
Publication of NO883900L publication Critical patent/NO883900L/en
Publication of NO883900D0 publication Critical patent/NO883900D0/en

Links

Landscapes

  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Seasonings (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Teknisk områdeTechnical area

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for cryopreservering av hjerteklaffer og nærmere bestemt en fremgangsmåte for å fryse hjerteklaffer til ultrakalde temperaturer, hvorunder klaffene kan lagres i lange tidsrom. Klaffer som er cryopreservert ifølge foreliggende oppfinnelse er egnet for bruk som erstatningsklaffer i hjerter med syke eller dårlig fungerende klaffer. The present invention relates to a method for cryopreservation of heart valves and more specifically to a method for freezing heart valves to ultra-cold temperatures, under which the valves can be stored for long periods of time. Valves cryopreserved according to the present invention are suitable for use as replacement valves in hearts with diseased or poorly functioning valves.

Bakgrunn for oppfinnelsenBackground for the invention

Biologisk aorta-klaff-utskifting begynte i rundt 1962.Biological aortic valve replacement began around 1962.

Dette tidlige arbeidet ble igangsatt fordi kunstige hjerteklaff-erstatninger var plaget av mekanisk svikt og behov for å antikoagulere pasienten. This early work was initiated because artificial heart valve replacements were plagued by mechanical failure and the need to anticoagulate the patient.

Biologiske klaffer, normalt fra svin eller storfe, haddeBiological valves, normally from pigs or cattle, had

den totale fordel av identisk form og struktur med klaffen som ble erstattet. Idag er ca. 18.000 av 36.000 totale klaffe som erstattes i U.S.A. hvert år vevsklaffer. Praktisk talt alle de 18.000 biologiske klaffer stammer fra storfe eller svin, glutaraldehyd-fiksert og montert på en mekanisk stent. the overall advantage of identical shape and structure to the flap that was replaced. Today is approx. 18,000 of 36,000 total valves replaced in the U.S. every year tissue flaps. Virtually all of the 18,000 biological valves are of bovine or porcine origin, glutaraldehyde-fixed and mounted on a mechanical stent.

Imidlertid er disse typer av biologiske klaffer ikke levende. Følgelig virker tiden og biologisk reaksjon på det ikke-levende materialet slik at vevet nedbrytes inntil det til slutt fungerer dårlig. However, these types of biological valves are not living. Consequently, time and biological reaction act on the non-living material so that the tissue breaks down until it eventually malfunctions.

På grunn av de medfølgende problemer ved å bruke ved åBecause of the accompanying problems of using by to

bruke ikke-levende hjerteklaffer av dyreopprinneIse, har forskere begynt å anvende humane alloimplantasjons-hjerteklaffer for erstatning av defekte hjerteklaffer. Humane alloimplantasjons-klaffer er anvendelige enten i seg selv i forbindelse med sin ledning, dvs. aorta med aortaklaffn eller lungeklaffen med lungearterien for bruk som en avgjørende bestanddel i kongenital hjertereparasjon. Åndedrettsutløpstrakt-rekonstruksjon ved bruk av aortiske og åndedrettsklaff-ledninger brukes rutinemessig for kompleks tetralogi av fallot, åndredretts-atresia, truncus arteriosus og kompleks transposisjon av de store arterier. Tidliger anvendte man for disse konginetale defekter som Instead of using non-living heart valves of animal origin, researchers have begun to use human alloimplantation heart valves to replace defective heart valves. Human alloimplantation valves are useful either by themselves in conjunction with their conduit, i.e. the aorta with the aortic valve or the pulmonary valve with the pulmonary artery for use as a crucial component in congenital heart repair. Respiratory outflow tract reconstruction using aortic and respiratory valve leads is routinely used for complex tetralogy of fallot, respiratory atresia, truncus arteriosus, and complex transposition of the great arteries. In the past, congenital defects such as

opptrer i åtte av hver tusen fødsler, kunstige klaffer i occurs in eight out of every thousand births, artificial valves i

forbindelse med kunstige vaskulær-ledninger. Disse rekonstruk-sjonsmetoder er gjenstand for de samme klinisk skadelige virkninger av kalsifisk degenerering og trombose-tilfeller som ved en ikke-implantasjonsklaff brukt alene. connection with artificial vascular lines. These reconstruction methods are subject to the same clinically harmful effects of calcific degeneration and thrombosis cases as with a non-implantation flap used alone.

Forskere har generelt vært enige om at friskt vev gir bedre virkning enn gammelt eller dødt vev, og levedyktig menneskevev har bedre virkning i bruk enn storfe/svin xeno-implantasjonsklaffer. Imidlertid forblir levedyktig vev levende bare i korte tidsrom. Fibroblastcellene, som er hovedbestanddelen av klaffbladet og er de celler som er viktigst for riktig funksjon og varighet, vil høyden være levedyktig i 2 eller 3 dager i et livsbevarende medium. Researchers have generally agreed that healthy tissue works better than old or dead tissue, and viable human tissue works better than bovine/pig xenoimplantation flaps. However, viable tissue remains alive only for short periods of time. The fibroblast cells, which are the main component of the valve leaf and are the cells most important for proper function and duration, will be viable for 2 or 3 days in a life-sustaining medium.

Lagring i 2 eller 3 dager er upraktisk untatt for noen få av klaffmotagerene fordi klaffstørrelsen av donatorvevet sansynlig-vis ikke har den riktige størrelse for den ventende mottager. Følgelig kan mye av vevet ikke brukes for klaff-erstatning p.g.a. et betydelig tap av cellelevedyktighet med tiden. I tillegg blir preserveringstiden stadig viktigere i lys av det faktum at økende tegn kommer frem på forbedret vevsvirkning hvis donator og mottaker er av samme ABO blodgruppe. Storage for 2 or 3 days is impractical except for a few of the flap recipients because the flap size of the donor tissue is probably not the right size for the waiting recipient. Consequently, much of the tissue cannot be used for flap replacement due to a significant loss of cell viability over time. In addition, the preservation time is becoming increasingly important in light of the fact that increasing signs are emerging of improved tissue effect if the donor and recipient are of the same ABO blood group.

En rekke forskere har beskrevet forskjellige fremgangsmåter for å forlenge lagringslevetiden for hjerteklaffer. Tidligere kjente teknikker så som frysetørking, glutaraldehyd-fiksering og mekanisk frysing kombinert med steriliseringsteknikker med bestråling og antibiotika fører generelt til tidlig svikt i vevet. A number of researchers have described different methods for extending the storage life of heart valves. Previously known techniques such as freeze-drying, glutaraldehyde fixation and mechanical freezing combined with sterilization techniques with irradiation and antibiotics generally lead to early tissue failure.

Lagringen av celler og vev ble mulig etter oppdagelsen i 1949 av Polge, Fmith and Parks, at glycerol kunne brukes til å beskytte cellene mot skade under frysing. Ved utviklingen av lav-temperatur biologi har fagfolk i de medisinske og biologiske felter søkt etter bedre måter å opprettholde levedyktigheten til frosne donatorceller eller vev. The storage of cells and tissues became possible after the discovery in 1949 by Polge, Fmith and Parks that glycerol could be used to protect the cells from damage during freezing. In the development of low-temperature biology, professionals in the medical and biological fields have searched for better ways to maintain the viability of frozen donor cells or tissues.

Flere fremgangsmåter for frysing av celler og celleaggre-gater er blitt rapportert. U.S. patent nr. 3.303.662 beskriver en fremgangsmåte for cellepreservering som anvender et cryobeskyttelsesmiddel fryseprosessen. U.S. patent nr.4.423.600 beskriver en fremgangsmåte for preservering levende organisk vev ved frysing som medfører senkning av atmosfæretrykk som omgir vevet før frysing. Several methods for freezing cells and cell aggregates have been reported. U.S. patent no. 3,303,662 describes a method for cell preservation that uses a cryoprotectant during the freezing process. U.S. patent no. 4,423,600 describes a method for preserving living organic tissue by freezing which entails a lowering of the atmospheric pressure surrounding the tissue before freezing.

Flere forsøk har vært foretatt på å fryse hjerteklafferSeveral attempts have been made to freeze heart valves

til ultrakalde temperaturer (f.eks. Van der Kemp, et al.,to ultracold temperatures (e.g. Van der Kemp, et al.,

Journal of Surgical Research, Vol. 30., 47-56, 1981). Selv ved forståelsen at enzymatisk nedbrytning av vevet under langtidslagring er minimal ved de ultrakalde temperaturer for flytende nitrogen, har man imidlertid funnet en rekke problemer ved utførelsen av denne teknologien. Det som kreves er en fremgangsmåte for å fryse hjerteklaffer til ultrakalde temperaturer som vil bibeholde maksimal levedyktighet hos individuelle celler i vevet med minimal vevsnedbrytning. Fremgangsmåten bør tillate langtidslagring av det biologiske vev. Journal of Surgical Research, Vol. 30., 47-56, 1981). However, even with the understanding that enzymatic degradation of the tissue during long-term storage is minimal at the ultra-cold temperatures of liquid nitrogen, a number of problems have been found in the implementation of this technology. What is required is a method of freezing heart valves to ultra-cold temperatures that will maintain maximum viability of individual cells within the tissue with minimal tissue degradation. The procedure should allow long-term storage of the biological tissue.

Sammenfatning av oppfinnelsenSummary of the Invention

Den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for frysing, lagring og tining av kollagenrikt vev, så som hjerteklaffer med en celle-levedyktighet på minst 70 % etter tining. De kollagenrike vevene som fryses ifølge foreliggende oppfinnelse kan lagres over lange tidsrom ved superkalde temperaturer med minimalt tap av celle-levedyktighet. Den foreliggende oppfinnelse gir en enestående fryseprofil som tillater et kollagenrikt vev, så som hjerteklaffer, å fryses ned til temperaturer for flytende nitrogen, ca. -196°C, med minimal vevsskade på grunn av iskrystalldannelse. Den foreliggende oppfinnelse inneholder også et tineskjema hvorved det frosne vev kan tines raskt med minimal vevsskade. Hjerteklaffer som cryopreserveres ifølge foreliggende oppfinnelse er levende etter tining, og er ideelt egnet for å erstatte syke eller dårlig fungerende hjerteklaffer hos hjertepasienter. The present invention is a method for freezing, storing and thawing collagen-rich tissue, such as heart valves with a cell viability of at least 70% after thawing. The collagen-rich tissues that are frozen according to the present invention can be stored over long periods of time at super-cold temperatures with minimal loss of cell viability. The present invention provides a unique freezing profile that allows a collagen-rich tissue, such as heart valves, to be frozen down to liquid nitrogen temperatures, approx. -196°C, with minimal tissue damage due to ice crystal formation. The present invention also contains a thawing scheme whereby the frozen tissue can be thawed quickly with minimal tissue damage. Heart valves that are cryopreserved according to the present invention are alive after thawing, and are ideally suited to replace diseased or poorly functioning heart valves in heart patients.

Følgelig er det et mål for foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for cryopreservering av en menneske-hjerteklaff, slik at klaffen er levedyktig og funk-sjonell etter tining. Accordingly, it is an aim of the present invention to provide a method for cryopreservation of a human heart valve, so that the valve is viable and functional after thawing.

Det er et annet mål for foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for preservering av levedyktig menneske-hjerteklaff over lange tidsrom. It is another aim of the present invention to provide a method for preserving viable human heart valves over long periods of time.

Det er enda et annet mål for foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et enestående fryseskjema for frysing av en hjerteklaff slik hjerteklaffcellene beholder en høy levedyktighet etter at den er tint. It is yet another object of the present invention to provide a unique freezing scheme for freezing a heart valve so that the heart valve cells retain a high level of viability after it is thawed.

Det er enda et annet mål for foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for cryopreservering av en menneske-hjerteklaff som tillater rask tining av hjerteklaffen mens maksimal celle-levedyktighet bibeholdes. It is yet another object of the present invention to provide a method for cryopreservation of a human heart valve that allows rapid thawing of the heart valve while maintaining maximum cell viability.

Det er enda et annet mål for foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en levedyktig hjerteklaff som er egnet for transplantasjon etter langtidslagring ved ultrakalde temperaturer. It is yet another object of the present invention to provide a viable heart valve suitable for transplantation after long-term storage at ultra-cold temperatures.

Disse og andre mål, trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil bli klare etter gjennomgang av den følgende detaljerte beskrivelse av den fremlagte utførelsesform og de medfølgende krav. These and other aims, features and advantages of the present invention will become clear after reviewing the following detailed description of the presented embodiment and the accompanying claims.

Kort beskrivelse av figurenBrief description of the figure

Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av fryseprofilen for frysing av en hjerteklaff ifølge en foretrukken utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 is a schematic representation of the freezing profile for freezing a heart valve according to a preferred embodiment of the present invention.

Detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelsesformDetailed description of the preferred embodiment

Den foretrukne utførelsesform er en fremgangsmåte for frysing, lagring og tining av kollagenrikt vev, så som hjerteklaffer, med en cellelevedyktighet på minst 70 % etter tining. Det kollagenrike vev som fryses ifølge den foreliggende oppfinnelse kan lagres over lange tidsrom ved superkalde temperaturer med minimalt tap av cellelevedyktighet. Den foreliggende oppfinnelse inneholder en enestående fryseprofil som tillater et kollagenrikt vev, så som hjerteklaffer, å The preferred embodiment is a method for freezing, storing and thawing collagen-rich tissue, such as heart valves, with a cell viability of at least 70% after thawing. The collagen-rich tissue frozen according to the present invention can be stored over long periods of time at super-cold temperatures with minimal loss of cell viability. The present invention contains a unique freezing profile that allows a collagen-rich tissue, such as heart valves, to

fryses ned til temperaturen for flytende nitrogen, ca. -196°C, med minimal vevsskade på grunn av iskrystalldannelse. Den foreliggende oppfinnelse inneholder også en tineplan, hvorved det frosne vev kan tines raskt med minimal vevsskade. Hjerteklaffer som cryopreserveres ifølge foreliggende oppfinnelse er biologisk levedyktige etter tining og er ideelt egnet for frozen to the temperature of liquid nitrogen, approx. -196°C, with minimal tissue damage due to ice crystal formation. The present invention also contains a thawing plan, whereby the frozen tissue can be thawed quickly with minimal tissue damage. Heart valves cryopreserved according to the present invention are biologically viable after thawing and are ideally suited for

erstatning av syke eller dårlig fungerende hjerteklaffer hos hj ertepasienter. replacement of diseased or poorly functioning heart valves in heart patients.

Vevet som skal preserveres er bare så godt som det ble mottatt i laboratoriet. Man må ta hensyn til donatorens alder, helse og kardiovaskulære sykdomshistorie. Et annet viktig hensyn er tiden mellom død og uttak av klaffene (varm ischemi) The tissue to be preserved is only as good as it was received in the laboratory. Consideration must be given to the donor's age, health and history of cardiovascular disease. Another important consideration is the time between death and removal of the valves (warm ischaemia)

og tiden fra uttaket fra klaffene til disseksjon (kald ischemi). Man må passe på håndteringsmetoden for vevet under forberedelsene og mediet som brukes til å sende vevet. and the time from withdrawal from the valves to dissection (cold ischemia). Care must be taken in the handling method of the tissue during preparation and the medium used to ship the tissue.

Et donatorhjerte som kan brukes som en kilde for menneske-hjerteklaf fer som skal fryses ifølge foreliggende oppfinnelse bør være fra donatorer i alderen nyfødt til 55 år, og donatoren bør ikke ha lidd av noe betydelig høyt blodtrykk, sukkersyke, smittsom sykdom eller kardial vevsabnormalitet. A donor heart that can be used as a source of human heart valves to be frozen according to the present invention should be from donors between the ages of newborn and 55 years, and the donor should not have suffered from any significant high blood pressure, diabetes, infectious disease or cardiac tissue abnormality.

Disseksjon av hjerte må foretas innen 24 timer tidsgrense for å maksimalisere cellelevedyktighet. I tillegg må disseksjonen utføres på en slik måte at vevet rives opp så lite som mulig og bare det unødvendige adventitia fjernes. Fremgangsmåten bør også medføre minimal håndtering og vevet må holdes fuktig. Dissection of the heart must be performed within the 24 hour time limit to maximize cell viability. In addition, the dissection must be performed in such a way that the tissue is torn up as little as possible and only the unnecessary adventitia is removed. The procedure should also involve minimal handling and the tissue must be kept moist.

Ved utførelsen av den foreliggende oppfinnelse er det bare to aspekter ved sterilisering av vevet som krever oppmerksomhet. Først må kombinasjonen av steriliseringsmedium ikke være In the practice of the present invention, there are only two aspects of sterilizing the tissue that require attention. First, the combination of sterilization medium must not be

toksisk for cellene; og for det andre må den sterilisere vevet. Virkningene av antibiotika vil variere med celletype eller cellesuspensjon som preserveres og typen av antibiotika som brukes. Virkningene av et spesielt antibiotikum på en spesiell celle må være godt dukumentert. Tiden og temperaturen hvorved antibiotika vil brukes, er også av kritisk betydning. Det må være klart at hvis vevene forblir sterile under uttaket og disseksjonsprosessen, er ingen antibiotika nødvendig. toxic to the cells; and secondly, it must sterilize the tissue. The effects of antibiotics will vary with the type of cell or cell suspension being preserved and the type of antibiotic used. The effects of a particular antibiotic on a particular cell must be well documented. The time and temperature at which the antibiotic will be used is also of critical importance. It must be clear that if the tissues remain sterile during the sampling and dissection process, no antibiotics are necessary.

Det medium hvor vevet er frosset er av stor betydning forThe medium in which the tissue is frozen is of great importance

å opprettholde et balansert cellemiljø. Tid og temperatur bidrar også til om et enkelt medium vil være vellykket. to maintain a balanced cellular environment. Time and temperature also contribute to whether a single medium will be successful.

Generelt må en protein-suspensjon så som blodserum ellerIn general, a protein suspension such as blood serum or

kunstig serum også være tilstede for maksimal cellelevedyktighet. artificial serum also be present for maximum cell viability.

En rekke frysemedier kan med hell brukes ved utøvelsen av foreliggende oppfinnelse. Slike medier som balanserte vevs-kultur-medier eller enkelt fosfatbuffret saltvann kan anvendes for de fleste vevstyper. RPMI 1640 (KC Biologicals, Kansas City, Missouri) med 10 % kalvefosterserum er den foretrukne kombinasjon for hjerteklaffer. Andre medier med en noe mindre akseptabel natur er: Eagle's minimum essential medium, TC199, og andre. A variety of freezing media can be successfully used in the practice of the present invention. Media such as balanced tissue culture media or simple phosphate-buffered saline can be used for most tissue types. RPMI 1640 (KC Biologicals, Kansas City, Missouri) with 10% fetal calf serum is the preferred combination for heart valves. Other media with a somewhat less acceptable nature are: Eagle's minimum essential medium, TC199, and others.

Et cryobeskyttelsesmiddel tilsettes frysemediet for å beskytte cellen under frysing og tine-fasene i foreliggende oppfinnelse. Man må være forsiktig for å forhindre osmotisk sjokk og cytotoksisitet ved bruk av disse cryobeskyttelsesmiddel. Cryobeskyttelsesmidler tjener til å beskytte cellene, spesielt under iskrystalliseringsfasen, og under cellekrympefasen rett før krystallisering. Faktorer så som vevstoksistet i forbindelse med tid, temperatur, trykk og blandehastighet for å nå osmotisk likevekt må tas hensyn til i en vellykket frysemetode. Vanlig anvendte cryobeskyttelsesmidler inneholder, men er ikke begrenset til, glycerol, etylenglykol, dimetylsulfoksyd med acetamid eller propylenglykol, eller propylenglykol alene, trimetylaminacetat og en rekke aldoser og ketoner, så som xylose, erytrose, arabinose, ribose, glukose, fruktose, og galaktose eller kombinasjoner derav. A cryoprotectant is added to the freezing medium to protect the cell during the freezing and thawing phases of the present invention. Care must be taken to prevent osmotic shock and cytotoxicity when using these cryoprotectants. Cryoprotectants serve to protect the cells, especially during the ice crystallization phase, and during the cell shrinkage phase immediately before crystallization. Factors such as tissue toxicity in conjunction with time, temperature, pressure and mixing speed to reach osmotic equilibrium must be taken into account in a successful freezing method. Commonly used cryoprotectants include, but are not limited to, glycerol, ethylene glycol, dimethyl sulfoxide with acetamide or propylene glycol, or propylene glycol alone, trimethylamine acetate, and a variety of aldoses and ketones, such as xylose, erythrose, arabinose, ribose, glucose, fructose, and galactose or combinations thereof.

Man antar at cryobeskyttelsesmidlenes funksjon er å delvis erstatte vann inne i cellen. Ettersom vannkrystaller dannes i det ekstracellulære medium, kunne den hypertonisk krympede tilstanden til cellen uten cryobeskyttelsesmiddelet føre til brudd på cellulære komponenter som førte til cellens død. It is assumed that the function of the cryoprotectants is to partially replace water inside the cell. As water crystals form in the extracellular medium, the hypertonic shrunken state of the cell without the cryoprotectant could lead to disruption of cellular components leading to cell death.

Derfor må det tas hensyn til den hastighet hvormed cryobeskyttelsesmiddelet tilsettes, cryobeskyttelsesmiddelets konsentrasjon og den temperatur hvorved cryobeskyttelsmiddelet tilsettes. Therefore, the speed at which the cryoprotectant is added, the concentration of the cryoprotectant and the temperature at which the cryoprotectant is added must be taken into account.

Fryseprofilen er av kritisk betydning for vellykket cryopreservering av et vev. En rekke variable foreligger som maksimaliserer vevsoverlevelse. For eksempel fluidvolumet, vevets størrelse og kombinasjoner av egenskaper som omfatter cryobeskyttelsesmiddel, vev og frysemedier som alle bidrar til en optimal fryseprofil. Det vil være klart at tidligere kjente fryseprofiler som er tilgjengelig for cellesuspensjoner ikke er egnet for frysing av vev så som hjerteklaffer. Man har funnet at hvert vev har sin egen enestående og uforutsigelige fryse-prof il. Fryseprofilen som kreves for med hell å cryopreservere et vev er uventet forskjellig fra fryseprofilen som kreves for med å hell å cryopreservere et annet vev. The freezing profile is of critical importance for successful cryopreservation of a tissue. A number of variables exist that maximize tissue survival. For example, the fluid volume, the size of the tissue and combinations of properties that include cryoprotectant, tissue and freezing media, which all contribute to an optimal freezing profile. It will be clear that previously known freezing profiles available for cell suspensions are not suitable for freezing tissues such as heart valves. It has been found that each tissue has its own unique and unpredictable freezing profile. The freezing profile required to successfully cryopreserve one tissue is unexpectedly different from the freezing profile required to successfully cryopreserve another tissue.

En rekke faktorer må tas hensyn til ved frysing av et vev. Blandt disse faktorer er: Temperaturen rundt likevektspunktet, (generelt +4°C, til temperaturen ved frysepunktet); frigjøring og kontroll av den eksoterme avgitte varme ved frysepunktet; optimal kjølehastighet som bestemmes ved permeabiliteten til cellemembranen overfor vann; overflate-til-volum-forholdet til cellen; typen og konsentrasjonen av cryobeskyttelsesmidler i mediet; og til slutt fjerning av det cryopreserverte vev fra frysingen med kontrollert hastighet til en immersjon i flytende nitrogen-kj øleskap. A number of factors must be taken into account when freezing a tissue. Among these factors are: The temperature around the equilibrium point, (generally +4°C, to the temperature at the freezing point); release and control of the exothermic heat given off at the freezing point; optimal cooling rate determined by the permeability of the cell membrane to water; the surface-to-volume ratio of the cell; the type and concentration of cryoprotectants in the medium; and finally removal of the cryopreserved tissue from the controlled-rate freeze to an immersion in a liquid nitrogen refrigerator.

Tinings- og fortynningstrinnene med et allo-implantat må være klart definert, da krystallvekst og osmotisk sjokk fortsatt kan skade vevet. Man har funnet at en tiningshastighet på 50°C pr. minutt er passende for menneske-hjerteklaffer. Straks etter tining må cryobeskyttelsesmiddelet som anvendes fjernes, normalt på en trinnvis måte, for å redusere virkningene av osmotisk sjokk på cellene og således muliggjøre en regulert ekvilibrering av cellen med det omgivende medium. Tid og temperatur er hovedfaktorer. The thawing and dilution steps with an allo-implant must be clearly defined, as crystal growth and osmotic shock can still damage the tissue. It has been found that a thawing rate of 50°C per minute is appropriate for human heart valves. Immediately after thawing, the cryoprotectant used must be removed, normally in a stepwise manner, to reduce the effects of osmotic shock on the cells and thus enable a regulated equilibration of the cell with the surrounding medium. Time and temperature are main factors.

Således omfatter fremgangsmåten for cryopreservering av hjerteklaffer ifølge foreliggende oppfinnelse dissikering av hjerteventilen fra donatorhjertene, sterilisering av vevet med en blanding av antibiotika, plassering av klaffene i et medium med de riktige cryopreserveringsmidler, frysing av klaffene ifølge en nøyaktig fryseplan. Fryseplanen som brukes for å cryopreservere hjerteklaffene i foreliggende oppfinnelse omfatter plassering av prøven i et prøvefrysekammer i et cryopreserveringsapparat. Begynnelsestemperaturen i prøvekam-meret er over frysing og er normalt ca. +22°C. Temperaturen i prøvekammeret reduseres med en hastighet på 0,01°C pr. min inntil prøvekammeret når en temperatur på -2°C. Temperaturen i prøvekammeret reduseres deretter med en hastighet på 1°C pr. min., inntil prøvekammeret når en temperatur på -80°C. Hjerteklaffen overføres deretter til en flytende nitrogen-lagrings-anordning hvor klaffen preserveres ved en temperatur på ca. -196°C inntil klaffen skal transplanteres til et levende hjerte. Thus, the method for cryopreservation of heart valves according to the present invention comprises dissecting the heart valve from the donor hearts, sterilizing the tissue with a mixture of antibiotics, placing the valves in a medium with the correct cryopreservation agents, freezing the valves according to a precise freezing plan. The freezing plan used to cryopreserve the heart valves in the present invention comprises placing the sample in a sample freezing chamber in a cryopreservation apparatus. The initial temperature in the test chamber is above freezing and is normally approx. +22°C. The temperature in the sample chamber is reduced at a rate of 0.01°C per min until the sample chamber reaches a temperature of -2°C. The temperature in the sample chamber is then reduced at a rate of 1°C per min., until the sample chamber reaches a temperature of -80°C. The heart valve is then transferred to a liquid nitrogen storage device where the valve is preserved at a temperature of approx. -196°C until the valve is to be transplanted into a living heart.

Den frosne hjerteklaffen tines ved den følgende generelle fremgangsmåte. En foliepose inneholdende den frosne hjerteklaffen plasseres i to liter sterilt saltvann eller vann ved 37°C til 42°C. Posen får stå i vannbadet inntil iskrystallene hovedsakelig er oppløst. På grunn av dimetylsulfoksy-cryo-preserveringsmiddelets giftige virkninger ved temperaturer over 4°C, bør under ingen omstendigheter posen bli i varmebadet mer enn 14 minutter. Etter at vevet har blitt tint til 4°C, plasseres vevet i en hensiktsmessig beholder hvor en rekke nøyaktige fortynningstrinn utføres. The frozen heart valve is thawed by the following general procedure. A foil bag containing the frozen heart valve is placed in two liters of sterile saline or water at 37°C to 42°C. The bag is left in the water bath until the ice crystals have mostly dissolved. Due to the toxic effects of the dimethyl sulfoxy cryo-preservative at temperatures above 4°C, under no circumstances should the bag remain in the heat bath for more than 14 minutes. After the tissue has been thawed to 4°C, the tissue is placed in an appropriate container where a series of precise dilution steps are performed.

De følgende spesifikke eksempler vil illustrere oppfinnelsen med hensyn til uttak, frysing til ultrakalde temperaturer og tining av en menneske-hjerteklaff. Det vil være åpenbart at andre eksempler vil være innlysende for en fagmann på området, og at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse spesifikke illustrerende eksempler. The following specific examples will illustrate the invention with respect to harvesting, freezing to ultra-cold temperatures and thawing a human heart valve. It will be obvious that other examples will be obvious to a person skilled in the art, and that the invention is not limited to these specific illustrative examples.

EKSEMPEL 1EXAMPLE 1

Hjertet ble forherdet in toto ved å bruke strengt sterile betingelser. Begynnelsesprepareringen og draperingen av donatoren strakk seg til over halsgropen og i sideretning til brystvortene. Et midtlinje-sternotomi-innsnitt anvendes for å blottlegge hjertet. Mangel på signifikant aortisk og mitral klaff-tilbakestrømming bør bekreftes ved hjertebank ved spenninger. Aorta ble dissikert rundt om rett distalt for begynnelsen av innominantåren. Cavae ble ligert med umbilligal tape. Deretter hjalp tvungen oppblåsning av lungene til å tømme hjertet. Hjertet ble vendt utover fra perikardium og lungevenene transektert. Etter at hjertet var vendt tilbake til perikardium, ble lungevenene transektert i likhet med cavae proksimalt til båndene. Aorta ble ligert distalt til innominant arterien og transektert. Hjertet ble plassert i et basseng inneholdende 200 til 300 ml Ringers løsning ved 4°C, og så meget blod som mulig spylt fra hjertet ved forsiktig massasje av ventriklene. The heart was anesthetized in toto using strictly sterile conditions. The initial preparation and draping of the donor extended over the pit of the neck and laterally to the nipples. A midline sternotomy incision is used to expose the heart. Lack of significant aortic and mitral valve regurgitation should be confirmed by palpitation on tension. The aorta was dissected around just distal to the beginning of the innominant artery. Cavae were ligated with umbilligal tape. Then, forced inflation of the lungs helped empty the heart. The heart was turned outward from the pericardium and the pulmonary veins transected. After the heart was returned to the pericardium, the pulmonary veins were transected as were the cavae proximal to the ligaments. The aorta was ligated distal to the innominant artery and transected. The heart was placed in a basin containing 200 to 300 ml of Ringer's solution at 4°C, and as much blood as possible flushed from the heart by gentle massage of the ventricles.

Ved forberedelse for transport ble hjertet plassert i en steril innvolIspose med ca. 350 ml Ringers 1aktat ved 4°C. Posen ble sikret med et plastbånd eller umbilikal tape og ble plassert i en andre innvollspose som likeledes ble sikret. Nå ble hjertet i dobbelt pose plassert i en nalgin eller en plastbeholder og lokket festet. Beholderen ble så satt i en tredje steril innvollspose og plassert i en styropor forsen-delses-beholder med våt is. When preparing for transport, the heart was placed in a sterile inner bag with approx. 350 ml Ringer's 1actate at 4°C. The bag was secured with a plastic band or umbilical tape and was placed in a second gut bag which was also secured. Now the heart in a double bag was placed in a nalgin or a plastic container and the lid fixed. The container was then placed in a third sterile gut bag and placed in a styrofoam shipping container with wet ice.

EKSEMPEL 2EXAMPLE 2

Den perikardiale refleksjon ble fjernet ved å skape et plan i adventitia på den mest distale overflate av aorta, og blivende innvendig, dissekert mot den høyre ventrikkel inntil den høyre koronar-arterie ble identifisert og dissekert fri. Den høyre koronar og koronal-grenen dissekeres forsiktig vekk fra høyre ventrikkel 1 til 2 cm og transekteres. Ved å bruke "crile forcepts" forankres den perikardiale refleksjon til snittet, og med urviseren dissekeres adventitia sirkulært omskrivende vekk fra hele aorta til høyden av ventrikkelringen. Denne disseksjonen fortsettes mot høyre ved å bruke hemostatene for tråksjon inntil den venstre koronararterie ble identifisert eller ca. 100° av omkretsen av aortaveien ble identifisert. The pericardial reflection was removed by creating a plane in the adventitia on the most distal surface of the aorta, and remaining internally, dissected toward the right ventricle until the right coronary artery was identified and dissected free. The right coronary artery and coronal branch are carefully dissected away from the right ventricle 1 to 2 cm and transected. By using "crile forceps", the pericardial reflection is anchored to the incision, and with the clockwise direction the adventitia is dissected circularly circumscribing away from the entire aorta to the height of the ventricular ring. This dissection is continued to the right using the hemostats for traction until the left coronary artery is identified or approx. 100° of the circumference of the aortic pathway was identified.

Hemostatene b3e fjernet og den distale lungearterie ble skilt fra den perikardiale refleksjon. Lungearterien ble vrengt innover og festet med en Kelly-klemme til den venstre ventrikkel. Lungearterien ble skåret opp mot urviseren fra begynnelsen av den høyre koronar mellom bunnen av lungearterien og aortisk annu.lr.s. Disseksjonen fortsatte mot urviseren inntil venstre koronararterie ble identifisert, dissekert fri 1 til 2 cm og transektert. Lungeutløpssystemet ble fjernet ved å føre høyre ventrikkel minst 1,5 cm innenfor bunnen av lungearterien. Når man kom inn i høyre ventrikkelkammer, ble saksen rettet mot begynnelsen på høyre koronararterie, og et snitt i full tykkelse ble foretatt gjennom den høyre ventrikkels innvendige vegg. Disseksjonen ble avsluttet 3 mm innenfor aortaveien. Deretter ble en grunn trakt laget 1 cm distalt fra begynnelsen av lungespissene og 2 mm dypt tvers over den innvendige flaten av posteriorveggen av den høyre ventrikke. The hemostats were removed and the distal pulmonary artery was separated from the pericardial reflection. The pulmonary artery was inverted and secured with a Kelly clamp to the left ventricle. The pulmonary artery was cut clockwise from the beginning of the right coronary artery between the base of the pulmonary artery and the aortic annu.lr.s. Dissection continued counterclockwise until the left coronary artery was identified, dissected free 1 to 2 cm, and transected. The pulmonary outflow system was removed by leading the right ventricle at least 1.5 cm within the base of the pulmonary artery. On entering the right ventricular chamber, the scissors were directed toward the origin of the right coronary artery, and a full-thickness incision was made through the inner wall of the right ventricle. The dissection was completed 3 mm inside the aortic arch. A shallow funnel was then made 1 cm distal to the beginning of the lung apices and 2 mm deep across the inner surface of the posterior wall of the right ventricle.

Den nedre kjevepunkt og blad av Metzenbaum-disseksjonssaksenThe lower jaw point and blade of the Metzenbaum dissecting scissors

ble brukt til å danne trakten. Åndedrettsklaffen og arterien ble dissekert fri av den høyre ventrikkel ved å følge trakten over en dybde på 2 til 3 mm. Etter fjerning ble hele åndedretts-utløpssystemet plassert i badet av kald Ringers løsning. was used to form the funnel. The respiratory valve and artery were dissected free of the right ventricle by following the funnel over a depth of 2 to 3 mm. After removal, the entire respiratory outlet system was placed in the bath of cold Ringer's solution.

Den høyre ventrikkel ble dissekert vekk fra aortaveien i retning mot urviseren inntil man møtte membranseptum. Chordae knyttet til innsiden og mediale tricuspide spisser ble transektert, og ved å holde seg 2 til 3 mm vekk fra aortaveien gikk The right ventricle was dissected away from the aorta in a clockwise direction until the membranous septum was encountered. Chordae attached to the medial and medial tricuspid tips were transected, and keeping 2 to 3 mm away from the aortic pathway

man inn i venstre atrium. Venstre atrium ble dissekert vekk og levnet 1 til 2 mm feste til venstre og høyre fibertrigon. one into the left atrium. The left atrium was dissected away, leaving 1 to 2 mm of attachment to the left and right fibrous trigone.

Man gikk inn i venstre ventrikkel ved å skjære full tykkelse mellom mitralspissen ved de kommissurale spisser. The left ventricle was entered by making a full-thickness cut between the mitral tip at the commissural tips.

Dette blottla den venstre ventrikkel. Disseksjonen fortsatteThis exposed the left ventricle. The dissection continued

til apex. Chordae tendinae som er festet til det innvendige mitrale blad ble transektert og drapert over den posteriore aortiske vei. Aortaspissene ble inspisert etter skade eller defekt. to apex. Chordae tendinae which are attached to the internal mitral leaflet were transected and draped over the posterior aortic pathway. The aortic tips were inspected for damage or defect.

Ved å bruke nedre kjeve av Metzenbaum disseksjonssaksen,Using the lower jaw of the Metzenbaum dissecting scissors,

ble en horisontal trakt laget 1 cm innenfor den postiore og venstre aortaspiss. Strekk ble plassert på aortaveien og det aortiske homoimplantat dissekert fritt fra den venstre ventrikkel som ga 2 til 3 mm tykkelse. Ventrikkeloverskudd ble forsiktig dissekert fra aortaveien, og den innvendige diameter av alloimplantatet ble størrelsesbestemt ved bruk av Hegar dilatorer. Koronararteriene ble bundet 2 mm fra begynnelsen med 20 silke. Klaffens rør ble plassert i næringsmedium RPMI 1640, og var a horizontal funnel was made 1 cm inside the posterior and left aortic apex. Stretchers were placed on the aortic pathway and the aortic homoimplant dissected free from the left ventricle yielding 2 to 3 mm thickness. Ventricular excess was carefully dissected from the aortic tract, and the internal diameter of the alloimplant was sized using Hegar dilators. The coronary arteries were ligated 2 mm from the beginning with 20 silk. The tube of the valve was placed in nutrient medium RPMI 1640, and was

klar for antibiotika-sterilisering.ready for antibiotic sterilization.

For lungerøret ble adventitia fjernet fra overflaten av arterien på en lignende måte som ble brukt på aorta med disseksjon som begynte distalt og arbeidet seg mot det ventri-.kulære muskelbånd. Til slutt ble fettoverskudd trimmet fra muskelbåndet, lungeallo-implantatet ble målt og deretter plassert i antibiotikaløsning med det aortiske alloimplantat. For the pulmonary tube, the adventitia was removed from the surface of the artery in a manner similar to that used for the aorta with dissection beginning distally and working toward the ventricular muscle band. Finally, excess fat was trimmed from the muscle band, the lung alloimplant was measured and then placed in antibiotic solution with the aortic alloimplant.

EKSEMPEL 3EXAMPLE 3

De følgende vanlige anvendte antibiotika ble satt til RPMI-medium og påført det dissekerte vev: The following commonly used antibiotics were added to RPMI medium and applied to the dissected tissue:

1. Amphotericin B, 25 mikrogram pr. ml; 2. Polymixin B Sulfat, 100 mikrogram pr. ml; 3. Cefoxitin, 240 mikrogram pr. ml; 1. Amphotericin B, 25 micrograms per ml; 2. Polymixin B Sulphate, 100 micrograms per ml; 3. Cefoxitin, 240 micrograms per ml;

4. Vancomycin, 50 mikrogram pr. ml; og4. Vancomycin, 50 micrograms per ml; and

5. Lincomycin, 120 mikrogram pr. ml.5. Lincomycin, 120 micrograms per ml.

Undersøkelser i anvendelsen av disse antibiotika viser at for hvert 24 timers tidsrom ved 4°C forsvinner ca. 10 % eller mer av cellene. Videre er det kjent at tid og temperatur også sterkt kan påvirke cellenes overlevelse. Investigations into the use of these antibiotics show that for every 24-hour period at 4°C, approx. 10% or more of the cells. Furthermore, it is known that time and temperature can also strongly affect the survival of the cells.

En måling for å bestemme om cellene som danner hjerteklaff-bladet er levedyktig er en<3>H-prolin opptaksmåling. En beskrivelse av denne fremgangsmåten er som følger: Klaffblad-stykket ble skåret i tre like deler. Stykkene ble brukt for histologi og for inkubering i<3>H-prolin. Klaffstykker ble inkubert i 6 timer i 5 ml F10 medium inneholdende 10 % kalvefosterserum og 15jjC<3>H-prolin pr. ml (spesifikk aktivitet 1,0 mCI/mmol). Så ble ventilene inkubert med kald prolin og fiksert i formaldehyd. Parafin-snitt (5 pm) ble foretatt for dyppingsautoradiografi ved bruk av Kodak-emulsjon. Etter to uker fikseres filmen og snitt farges med hematoxylin og eosin. Disse autoradiografer viser merking over cellene og intra-cellulært som representerer prolin- eller hydroksyprolin-holdig proteiner som er blitt utskilt av cellene. Kollagen er en god kandidat for en slik måling, fordi kollagenet inneholder en høy konsentrasjon av prolin og hydroksyprolin og er hovedkomponenten i klaff-fibroblaster. Celler som ikke er merket med<3>H-prolin anses som døde. Beregningen for å bestemme levedyktigheten er som følger: (% merkede celler/% merket kontroll) x 100 % = % levedyktige celler) A measurement to determine whether the cells that form the heart valve leaflet are viable is a<3>H-proline uptake measurement. A description of this procedure is as follows: The flap piece was cut into three equal parts. The pieces were used for histology and for incubation in<3>H-proline. Flap pieces were incubated for 6 hours in 5 ml F10 medium containing 10% fetal calf serum and 15jjC<3>H-proline per ml (specific activity 1.0 mCI/mmol). Then the valves were incubated with cold proline and fixed in formaldehyde. Paraffin sections (5 µm) were made for immersion autoradiography using Kodak emulsion. After two weeks, the film is fixed and sections are stained with hematoxylin and eosin. These autoradiographs show transcellular and intracellular labeling representing proline- or hydroxyproline-containing proteins that have been secreted by the cells. Collagen is a good candidate for such a measurement, because collagen contains a high concentration of proline and hydroxyproline and is the main component of valve fibroblasts. Cells not labeled with <3>H-proline are considered dead. The calculation to determine viability is as follows: (% labeled cells/% labeled control) x 100% = % viable cells)

Levedyktigheten av en hjerteklaff er ikke bare avhengig av prosentdelen merkede celler, men enda mer av det absolutte antall merkede celler. En klaff med et høyt celletall og lav levedyktighet prosent kan fortsatt inneholde et fornuftig antall levende celler, og en klaff med et lavt antall celler og høy levedyktighetsprosent kan inneholde et uakseptabelt lavt antall levende celler. Ifølge literaturen er en celle levende hvis 200 eller mere celler er merket og talt pr. synsfelt. The viability of a heart valve is not only dependent on the percentage of labeled cells, but even more so on the absolute number of labeled cells. A flap with a high cell count and low viability percentage may still contain a reasonable number of viable cells, and a flap with a low cell count and high viability percentage may contain an unacceptably low number of viable cells. According to the literature, a cell is alive if 200 or more cells are labeled and counted per field of vision.

Ved å bruke den ovenfor beskrevne<3>H-prolin opptaksmåling for celle-levedyktighet, ble virkningen av antibiotika på menneskehjerteklaffer bestemt etter en 48 timer inkubasjon og en 24 timer inkubasjon i den forannevnte antibiotika-blanding. Resultatene av denne prøven er sammenfattet i tabell A. Using the above-described <3>H-proline uptake assay for cell viability, the effect of antibiotics on human heart valves was determined after a 48 hour incubation and a 24 hour incubation in the aforementioned antibiotic mixture. The results of this test are summarized in Table A.

Dataene viser at det er en omtrent 25 % forbedring i cellelevedyktighet når celler ble inkubert i antibiotikaløsningen i 24 timer fremfor når celler ble inkubert i 48 timer i antibiotikaløsningen. Kontrollvevet ble underkastet den samme disseksjonen og frysing, untatt at antibiotika ikke ble tilsatt under inkuberingen i næringsmedium RPMI 1640. Undersøkelsen ble utført ved å bruke tritert prolin som innføres i fibroblastcellene av klaffbladene. The data show that there is an approximately 25% improvement in cell viability when cells were incubated in the antibiotic solution for 24 hours over when cells were incubated for 48 hours in the antibiotic solution. The control tissue was subjected to the same dissection and freezing, except that antibiotics were not added during the incubation in nutrient medium RPMI 1640. The examination was carried out using tritiated proline introduced into the fibroblast cells of the valve leaflets.

EKSEMPEL 4EXAMPLE 4

For cryopreservering av hjerteklaffer ifølge foreliggende oppfinnelse har man målt at 10 % dimetylsulfoksyd satt til For cryopreservation of heart valves according to the present invention, it has been measured that 10% dimethylsulfoxide was added

RPMI 1640 med 10 % kalvefosterceller er tilstrekkelig til å cryobeskytte hjerteklaffer under frysing, hvis dimetylsulfoksydet tilsettes ved temperaturer ved 4°C eller lavere. I tilfelle menneskehjerteklaffer ble blandingen av RPMI 1640 med 10 % kalvefosterserum og 10 % dimetylsulfoksyd tilsatt uten behov for titrering, men den må utføres ved 4°C eller lavere. En halvtime ekvilibreringstid er nødvendig før igangsetting av frysesyklusen. RPMI 1640 with 10% fetal calf cells is sufficient to cryoprotect heart valves during freezing if the dimethyl sulfoxide is added at temperatures of 4°C or lower. In the case of human heart valves, the mixture of RPMI 1640 with 10% fetal calf serum and 10% dimethyl sulfoxide was added without the need for titration, but it must be performed at 4°C or lower. A half-hour equilibration time is required before starting the freezing cycle.

Så snart cryobeskyttelsesmiddelet var satt til frysemediet, fikk vevet ekvilibreres ved 4°C. Frysesyklusen i en kontrollert hastighetsfryser, modell 101A (Cryomed, Mt. Clemens, MI) ble oppstartet. Andre standard cryogene frysere som er velkjente for en fagman på området kan brukes. Seleksjon av fryseprofilen, dvs. kjølehastigheten og variasjoner i kjølehastigheten, er meget viktige for opprettholde hjerteklaffcellenes levedyktighet under fryseprosessen. Once the cryoprotectant was added to the freezing medium, the tissue was allowed to equilibrate at 4°C. The freeze cycle in a controlled speed freezer, Model 101A (Cryomed, Mt. Clemens, MI) was started. Other standard cryogenic freezers well known to one skilled in the art may be used. Selection of the freezing profile, i.e. the cooling rate and variations in the cooling rate, are very important for maintaining the viability of the heart valve cells during the freezing process.

Idet det nå vises til fig. 1, som grafisk viser den optimale fryseprofil for menneskehjerteklaffer, representerer de loddrette søyler kammerets temperaturer og den horisontale trukne linje representerer temperaturen til vevsprøven. Det er den horisontale faktor som krever nøyaktig manipulering gjennom bruken og reguleringen av flytende nitrogen som kommer inn i systemet. Frysere som anvender et plattform Dewar system, ville ha tilsvarende regulering gjennom økning eller senkning av plattformen hvorpå frysekammeret plasseres i stedet for å åpne eller lukke den flytende nitrogenventilen. Fryseprofilen kan sammenfattes som følger og er vist grafisk på fig. 1. Prøven ble plassert i prøvekammeret ved ca. 22°C. Temperaturen i prøvekammeret ble økt ved en hastighet ved 10°C pr. min., Referring now to fig. 1, which graphically shows the optimal freezing profile for human heart valves, the vertical bars represent the chamber temperatures and the horizontal solid line represents the temperature of the tissue sample. It is the horizontal factor that requires precise manipulation through the use and regulation of liquid nitrogen entering the system. Freezers using a platform Dewar system would have similar regulation through raising or lowering the platform on which the freezing chamber is placed instead of opening or closing the liquid nitrogen valve. The freezing profile can be summarized as follows and is shown graphically in fig. 1. The sample was placed in the sample chamber at approx. 22°C. The temperature in the sample chamber was increased at a rate of 10°C per my.,

inntil prøvekammeret hadde nådd en temperatur på -10°C. Kammertemperaturen ble deretter redusert med en hastighet på 0,01°C pr. min., inntil prøvetemperaturen når 4°C. Kammertemperaturen avkjøles så med 1,5°C pr. min. inntil prøven har -3°C. Når prøven når -3°C, ble prøvekammeret raskt avkjølt til -140°C ved en hastighet på på 95°C pr. min. Når temperaturen i prøvekammeret når -140°C, ble temperaturen holdt konstant i 1 min. Etter ett-minutts-tidsrommet, ble prøvekammeret oppvarmet til -100°C med en hastighet på 20°C pr. min. Når prøvekammeret until the sample chamber had reached a temperature of -10°C. The chamber temperature was then reduced at a rate of 0.01°C per min., until the sample temperature reaches 4°C. The chamber temperature then cools by 1.5°C per my. until the sample is -3°C. When the sample reaches -3°C, the sample chamber was rapidly cooled to -140°C at a rate of 95°C per second. my. When the temperature in the sample chamber reaches -140°C, the temperature was kept constant for 1 min. After the one-minute period, the sample chamber was heated to -100°C at a rate of 20°C per minute. my. When the sample chamber

når en temperatur på -100°C, ble temperaturen holdt konstant i 6 min. Ved slutten av de seks-minutters konstant temperatur, blir prøvekammeret varmet til -32°C ved en hastighet på 20°C pr. min. Prøvekammeret ble så holdt ved -32°C i et tidsrom på to minutter. Temperaturen i prøvekammeret blir deretter senket med 1°C pr. min. til en temperatur på -80°C. reaching a temperature of -100°C, the temperature was kept constant for 6 min. At the end of the six-minute constant temperature, the sample chamber is warmed to -32°C at a rate of 20°C per minute. my. The sample chamber was then kept at -32°C for a period of two minutes. The temperature in the test chamber is then lowered by 1°C per my. to a temperature of -80°C.

Ved varmefusjonspunktet, -4°C, må man være forsiktig med ikke å overkompensere senkningen av vevstemperaturen, men tillate et konstant -1°C pr. min. fall. Denne reduksjonshastig-heten og temperaturen for dette vevet fortsetter til en temperatur på -80°C. Deretter ble vevet neddyppet i en flytende nitrogenfryser for langtidslagring. At the heat fusion point, -4°C, one must be careful not to overcompensate for the lowering of the tissue temperature, but allow a constant -1°C per my. fall. This reduction rate and temperature for this tissue continues to a temperature of -80°C. The tissue was then immersed in a liquid nitrogen freezer for long-term storage.

EKSEMPEL 5EXAMPLE 5

Hjerteklaffen som er frosset i eksempel 4 ble tint som følger: Folieposen inneholdende alloimplantatet ble plassert i to liter sterilt saltvann eller vann ved 37 til 42°C. Posen fikk bli i vannbadet inntil iskrystallene var hovedsakelig oppløste. Dette kan bestemmes ved forsiktig palpitasjon av folieposen. På grunn av dimetylsulfoksydets giftvirkninger ved temperaturer over 4°C, bør posen ikke under noen omstendigheter forbli i badet mer enn 14 minutter. The heart valve frozen in Example 4 was thawed as follows: The foil bag containing the alloimplant was placed in two liters of sterile saline or water at 37 to 42°C. The bag was left in the water bath until the ice crystals were mostly dissolved. This can be determined by careful palpitation of the foil bag. Due to the toxic effects of dimethyl sulfoxide at temperatures above 4°C, under no circumstances should the bag remain in the bath for more than 14 minutes.

Vevet ble plassert i en passende beholder hvor de følgende fortynningssekvenser ble utført for raskt å fjerne cryobeskyttelsesmiddelet : 1. RPMI pluss 10 % kalvefosterserum pluss 7,5 % dimetylsulfoksyd i 1 minutt; 2. < RPMI pluss 10 % kalvefosterserum pluss 5 % dimetylsulfoksyd i 1 minutt; 3. RPMI pluss 10 % kalvefosterserum pluss 2,5 % dimetylsulfoksyd i 1 minutt; og 4. RPMI pluss 10 % kalvefosterserum pluss 0 % dimetylsulfoksyd inntil operasjon. The tissue was placed in an appropriate container where the following dilution sequences were performed to rapidly remove the cryoprotectant: 1. RPMI plus 10% fetal calf serum plus 7.5% dimethyl sulfoxide for 1 minute; 2. < RPMI plus 10% fetal calf serum plus 5% dimethyl sulfoxide for 1 minute; 3. RPMI plus 10% fetal calf serum plus 2.5% dimethyl sulfoxide for 1 minute; and 4. RPMI plus 10% fetal calf serum plus 0% dimethyl sulfoxide until surgery.

Fortynningssekvensen ovenfor avhenger av nøyaktighet i detalj i korte tidsrom. The dilution sequence above depends on accuracy in detail in short periods of time.

Straks vevet er tint og fortynnet, var det stabiliserings-fase for vevet som er fordelaktig for optimal ansvarlighet. As soon as the tissue is thawed and diluted, there was stabilization phase for the tissue which is beneficial for optimal accountability.

Det bør selvfølgelig være klart at det foregående bare vedrører en foretrukken utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, og at tallrike modifikasjoner eller alternativer kan foretas deri uten at man går vekk fra oppfinnelsens omfang og ide som fremsatt i de medfølgende krav. It should of course be clear that the foregoing only relates to a preferred embodiment of the present invention, and that numerous modifications or alternatives can be made therein without departing from the scope and idea of the invention as set forth in the accompanying claims.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved cryopreservering av hjerteklaffer omfattende trinnene: a. Dissekering av en hjerteklaff fra et hjerte; b. Plassering av den dissekerte hjerteklaff i et isotonisk medium med antibiotika og et cryopreserveringsmiddel; c. Frysing av hjerteklaffen ifølge en fryseplan som vil opprettholde akseptabel grad av cellelevedyktighet; og d. Lagring av hjerteklaffen ved en temperatur under -132°C.1. Procedure for cryopreservation of heart valves comprising the steps: a. Dissecting a heart valve from a heart; b. Placing the dissected heart valve in an isotonic medium with antibiotics and a cryopreservative; c. Freezing the heart valve according to a freezing schedule that will maintain an acceptable degree of cell viability; and d. Storage of the heart valve at a temperature below -132°C. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori nevnte antibiotika omfatter en effektiv mengde av en blanding av Amphotericin B, Polymixin B Sulfat, Cefoxitin, Vancomycin og Lincomycin.2. Method according to claim 1, wherein said antibiotic comprises an effective amount of a mixture of Amphotericin B, Polymixin B Sulfate, Cefoxitin, Vancomycin and Lincomycin. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori mediet er et næringsmedium.3. Method according to claim 1, wherein the medium is a nutrient medium. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori cryopreserveringsmiddelet er dimetylsulfoksyd.4. Method according to claim 1, wherein the cryopreservative is dimethyl sulfoxide. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori fryseplanen omfatter: a. Plassering av den dissekerte hjerteklaff i et fryse-kammer; b. Senkning av temperaturen til frysekammeret med en hastighet på ca. 0,01°C/min. til en prøvetemperatur på ca. +4°C; c. Senkning av temperaturen til frysekammeret med en hastighet på ca. l,5°C/min. til en prøvetemperatur på ca. -3°C. d. Senkning av temperaturen til frysekammeret med en hastighet på ca. 95°C/min til en kammertemperatur på ca. -140°C; e. Opprettholdelse av temperaturen i frysekammeret på ca. -140°C i ca. 1 minutt; f. Heving av temperaturen til frysekammeret til ca. -100°C med en hastighet på ca. 20°C/min; g. Opprettholdelse av temperaturen i frysekammeret på ca. -100°C i ca. 6 minutter; h. Heving av temperaturen i frysekammeret til ca. -70°C med en hastighet på ca. lO°C/min; i. Heving av temperaturen i frysekammeret til ca. -26°C ved en hastighet på ca. 20°C/min. j. Opprettholdelse av temperaturen i frysekammeret på ca. -26°C i ca. 2 min.; og k. Senkning av temperaturen i frysekammeret med en hastighet på l°C/min inntil temperaturen i frysekammeret er ca. -80°C.5. Method according to claim 1, in which the freezing plan includes: a. Placement of the dissected heart valve in a freezing chamber; b. Lowering the temperature of the freezer chamber at a rate of approx. 0.01°C/min. to a test temperature of approx. +4°C; c. Lowering the temperature of the freezer chamber at a rate of approx. 1.5°C/min. to a test temperature of approx. -3°C. d. Lowering the temperature of the freezer chamber at a rate of approx. 95°C/min to a chamber temperature of approx. -140°C; e. Maintaining the temperature in the freezer chamber at approx. -140°C for approx. 1 minute; f. Raising the temperature of the freezer to approx. -100°C with a speed of approx. 20°C/min; g. Maintaining the temperature in the freezer at approx. -100°C for approx. 6 minutes; h. Raising the temperature in the freezer to approx. -70°C with a speed of approx. 10°C/min; i. Raising the temperature in the freezer to approx. -26°C at a speed of approx. 20°C/min. j. Maintaining the temperature in the freezer compartment at approx. -26°C for approx. 2 min.; and k. Lowering the temperature in the freezer chamber at a rate of l°C/min until the temperature in the freezer chamber is approx. -80°C. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende trinnet tining av det frosne vev.6. Method according to claim 1, further comprising the step of thawing the frozen tissue. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvori tiningstrinnet av det frosne vev omfatter trinnene: a. Plassering av det frosne vev i et sterilt saltvannsbad ved en temperatur mellom ca. 32°C og 40°C i ca. 10 til 14 minutter; b. Overføring av det frosne vev til et medium med ca. 7,5 vol% cryopreserveringsmiddel i ca. 1 min.; c. Overføring av det frosne vev til et medium med ca. 5 vol% cryopreserveringsmiddel i ca. 1 min.; og d. Overføring av det frosne vev til et medium med ca. 0 vol% cryopreserveringsmiddel.7. Method according to claim 4, wherein the step of thawing the frozen tissue comprises the steps of: a. Placing the frozen tissue in a sterile saline bath at a temperature between approx. 32°C and 40°C for approx. 10 to 14 minutes; b. Transferring the frozen tissue to a medium with approx. 7.5 vol% cryopreservative for approx. 1 min.; c. Transferring the frozen tissue to a medium with approx. 5 vol% cryopreservative for approx. 1 min.; and d. Transferring the frozen tissue to a medium with approx. 0 vol% cryopreservative. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvori hjerteklaffen har en cellelevedyktighet på minst 70 % etter tining.8. Method according to claim 6, wherein the heart valve has a cell viability of at least 70% after thawing. 9. Frossen levedyktig hjerteklaff med en cellelevedyktighet på minst 70 % fremstilt ifølge krav 1.9. Frozen viable heart valve with a cell viability of at least 70% prepared according to claim 1. 10. Hjerteklaff med en cellelevedyktighet på minst 70 % fremstilt ifølge krav 6.10. Heart valve with a cell viability of at least 70% produced according to claim 6. 11. Hjerteklaff som er blitt frosset til minst -132°C med en cellelevedyktighet på minst 70 %.11. Heart valve that has been frozen to at least -132°C with a cell viability of at least 70%.
NO883900A 1987-01-02 1988-09-01 PROCEDURE FOR CRYOPRESERVATION OF CARDIOVES. NO883900D0 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/000,095 US4890457A (en) 1987-01-02 1987-01-02 Method for cryopreserving heart valves
PCT/US1987/002960 WO1988004889A1 (en) 1987-01-02 1987-11-10 Method for cryopreserving heart valves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO883900L true NO883900L (en) 1988-09-01
NO883900D0 NO883900D0 (en) 1988-09-01

Family

ID=26667216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO883900A NO883900D0 (en) 1987-01-02 1988-09-01 PROCEDURE FOR CRYOPRESERVATION OF CARDIOVES.

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO883900D0 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO883900D0 (en) 1988-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0341245B1 (en) Method for cryopreserving heart valves
JP2686301B2 (en) Device and method for cryopreserving blood vessels
US5158867A (en) Method for cryopreserving blood vessels
JP2859925B2 (en) Cell resuscitation method before cryopreservation
US5145770A (en) Cryopreservation of cultured epithelial sheets
US6630001B2 (en) Compliant dehyrated tissue for implantation and process of making the same
CN102438445B (en) ice-free cryopreservation of tissues
Hopkins Cardiac reconstructions with allograft valves
JPH09505032A (en) Cryopreservation of culture tissue equivalent
EL KHATIB et al. Antigenicity of fresh and cryopreserved rat valve allografts
CZ185098A3 (en) Preserving solution
Lange et al. Allograft valve banking: techniques and technology
Blanchard et al. Techniques for perfusion and storage of heterotopic heart transplants in mice
JP2004520828A (en) Method for producing cryopreserved composite biological construct and product obtained from the method
NO883900L (en) PROCEDURE FOR CRYOPRESERVATION OF CARDIOVES.
RU2783910C2 (en) Method for producing a homograft of the cardiovascular system by means of cryo-conservation
Kirklin et al. Cryopreservation of aortic valve homografts
Sunny et al. Comparison of Two Laboratory Methods of Preservation for Preclinical Preparation of Bovine Aortic Heart Valve Suitable for Human Use
Nakayama et al. Fetal bovine serum is not necessary for the cryopreservation of aortic valve tissues
WO2025019400A1 (en) Efficient cryopreservation medium that preserves tissue ultra-structures and eliminates tissue cells
Santini et al. Application of fresh and cryopreserved homografts harvested from transplant patients for correction of complex congenital heart disease
Hu Optimization of cryopreservation protocols for cardiovascular tissue
Pomar et al. Cadaver donation: structural integrity of pulmonary homografts harvested 48 h post mortem in the juvenile ovine model
AU627436B2 (en) Device and method for cryopreserving blood vessels
Jones et al. Cardiac tissue: specific recovery and processing issues