RU2008767C1 - Method for conservation of biological tissues for prosthetics of heart and vessel valves - Google Patents
Method for conservation of biological tissues for prosthetics of heart and vessel valves Download PDFInfo
- Publication number
- RU2008767C1 RU2008767C1 SU5024513A RU2008767C1 RU 2008767 C1 RU2008767 C1 RU 2008767C1 SU 5024513 A SU5024513 A SU 5024513A RU 2008767 C1 RU2008767 C1 RU 2008767C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- heparin
- ethylene glycol
- treatment
- biological
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к хирургии сердца и сосудов, преимущественно к биологическому протезированию клапанов сердца и сосудов и может быть использовано при изготовлении ксенобиопротезов клапанов сердца и сосудов. The invention relates to surgery of the heart and blood vessels, mainly to the biological prosthetics of heart valves and blood vessels and can be used in the manufacture of xenobioprostheses of heart valves and blood vessels.
Известен способ консервации биоклапанов в глютаровом альдегиде. Однако такая обработка приводит к утрате тканью своей эластичности, гидрофильности и провоцирует кальцификацию и сохраняет тромбогенность биопротезов в организме реципиента. A known method of preserving biocall valves in glutaraldehyde. However, this treatment leads to the loss of tissue elasticity, hydrophilicity and provokes calcification and preserves the thrombogenicity of bioprostheses in the recipient's body.
Известен способ профилактики кальцификации ткани по Dewanjee, который состоит в том, что с целью профилактики кальцификации ткань последовательно обрабатывают раствором додецил-сульфата натрия, глютаральдегидом, аминодифосфонатом, боргидридом натрия и глютаральдегидом. Однако данный способ не позволяет добиться полного подавления кальцификации и не повышает атромбогенности протеза, будучи, в то же время технологически сложным, многостадийным. A known method for the prevention of tissue calcification according to Dewanjee, which consists in the fact that in order to prevent calcification, the fabric is sequentially treated with a solution of sodium dodecyl sulfate, glutaraldehyde, aminodiphosphonate, sodium borohydride and glutaraldehyde. However, this method does not allow complete suppression of calcification and does not increase the atrombogenicity of the prosthesis, being, at the same time, technologically complex, multi-stage.
Известен способ стадийной модификации биопротезов клапанов сердца папаином, аминодифосфонатами и гепарином, иммобилизированным на ткань ионно-ковалентным способом с последующим хранением в глютаровом альдегиде. Недостатками его являются: неполное подавление кальцификации, сложность и многостадийность технологии, малое количество иммобилизованного гепарина и возможная обратимость данного способа гепаринизации. A known method for the step-by-step modification of heart valve bioprostheses with papain, aminodiphosphonates and heparin immobilized onto the tissue with an ion-covalent method, followed by storage in glutaraldehyde. Its disadvantages are: incomplete suppression of calcification, the complexity and multi-stage technology, a small amount of immobilized heparin and the possible reversibility of this method of heparinization.
Известен способ гепаринизации полимеров путем прямого связывания гепарина с эпоксигруппой предварительно привитого глицидилметакрилата. Этот способ также отличается многостадийностью и жесткими условиями привитой сополимеризации глицидилметакрилата на полимерную основу, непригодными для биологической ткани. Кроме того, глицидилметакрилат - моноэпоксисоединение, эпоксигруппа которого может быть использована только на один вид взаимодействия, например, на связывание гепарина. A known method of heparinization of polymers by direct binding of heparin to the epoxy group of the previously grafted glycidyl methacrylate. This method is also characterized by multi-stage and stringent conditions of grafted copolymerization of glycidyl methacrylate on a polymer base, unsuitable for biological tissue. In addition, glycidyl methacrylate is a monoepoxy compound, the epoxy group of which can be used only for one type of interaction, for example, for heparin binding.
Известен способ пропитки сосудистых биопротезов протамином с последующей обработкой 5% -ным раствором полиэпоксисоединения, ионным связыванием гепарина и хранением в 70% -ном этиловом спирте. Однако данный способ обработки приводит к быстрому вымыванию гепарина в кровоток (так как ионное связывание не обеспечивает прочной фиксации гепарина на биоматериале), и, следовательно, к быстрой утрате атромбогенных свойств протеза. Кроме того, предварительное пропитывание протамином усложняет обработку и приводит к расходованию эпоксигрупп полиэпоксида на взаимодействие с протамином, что может ухудшить качество поперечной сшивки. A known method of impregnating vascular bioprostheses with protamine, followed by treatment with a 5% solution of the polyepoxy compound, ionic binding of heparin and storage in 70% ethyl alcohol. However, this processing method leads to the rapid leaching of heparin into the bloodstream (since ionic binding does not provide a strong fixation of heparin on the biomaterial), and, therefore, to the rapid loss of the atrombogenic properties of the prosthesis. In addition, pre-impregnation with protamine complicates the treatment and leads to the expenditure of the epoxy groups of the polyepoxide for interaction with protamine, which may impair the quality of cross-linking.
Таким образом, существующие технологии обработки биопротезов клапанов сердца и сосудов либо решали раздельно проблемы ингибирования кальцификации и тромбообразования, либо отличались крайней сложностью и многостадийностью. Способ-прототип предложен с целью снижения иммуногенности, улучшения физико-механических свойств и повышения атромбогенности биоткани. Авторы не ставили задачу профилактики кальцификации и не исследовали влияние данного способа консервации на кальций-связывающую активность биоткани. Кроме того, данный способ также технологически сложен. Thus, existing technologies for processing bioprostheses of heart and vascular valves either solved separately the problems of inhibition of calcification and thrombosis, or were extremely difficult and multi-stage. The prototype method is proposed to reduce immunogenicity, improve physical and mechanical properties and increase the atrombogenicity of biological tissue. The authors did not set the task of preventing calcification and did not study the effect of this method of conservation on the calcium-binding activity of biological tissue. In addition, this method is also technologically sophisticated.
Мы считаем, что диглицидиловый эфир этиленгликоля является оптимальным консервантом для биологических протезов клапанов сердца и сосудов, так как обладает высокой активностью поперечной сшивки коллагена, достаточной стерилизующей активностью и возможностью использования непрореагировавшей второй эпоксигруппы (у части молекул, связавшихся с аминогруппами коллагена одной эпоксигруппой) для прочной ковалентной иммобилизации гепарина. Кроме того, эпоксигруппы диглицидилового эфира этиленгликоля, взаимодействуя с аминогруппами коллагена, образуют связи принципиально иного характера, чем глютаровый альдегид. Теоретически, присутствие в данной связи атома кислорода должно препятствовать кристаллизации солей кальция на коллагеновой матрице. We believe that ethylene glycol diglycidyl ether is an optimal preservative for biological prostheses of heart valves and blood vessels, as it has high collagen crosslinking activity, sufficient sterilizing activity, and the possibility of using the unreacted second epoxy group (for some molecules that bind to the collagen amino groups with one epoxy group) covalent immobilization of heparin. In addition, the epoxy groups of diglycidyl ether of ethylene glycol, interacting with the amino groups of collagen, form bonds of a fundamentally different nature than glutaraldehyde. Theoretically, the presence of an oxygen atom in this bond should prevent the crystallization of calcium salts on the collagen matrix.
Целью изобретения является одновременное подавление процессов кальцификации и тромбообразования на биопротезах клапанов сердца и сосудов путем их предимплантационной обработки, а также упрощение технологии консервации биопротезов. The aim of the invention is the simultaneous suppression of calcification and thrombus formation on bioprostheses of heart valves and blood vessels by preimplantation processing, as well as the simplification of the technology of conservation of bioprostheses.
Цель достигается тем, что в качестве консерванта для предимплантационной обработки биопротезов клапанов и сосудов используют диэпоксидное соединение - диглицидиловый эфир этиленгликоля, который является одновременно сшивающим и стерилизующим агентом для биоткани протезов и обеспечивает ковалентную связь с гепарином. При этом процесс предимплантационной обработки осуществляется всего в две стадии. The goal is achieved in that, as a preservative for the pre-implantation treatment of valve and vessel bioprostheses, a diepoxide compound is used - ethylene glycol diglycidyl ether, which is both a cross-linking and sterilizing agent for prosthetic biotissue and provides a covalent bond with heparin. In this case, the process of preimplantation processing is carried out in only two stages.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Взятый от свежезабитых животных, очищенный и отмытый от крови биоматериал погружают в 5% раствор диглицидилового эфира этиленгликоля при рН= 7,4 и температуре 20оС, где он консервируется в течение 21 суток, после чего инкубируют в течение 1 суток в растворе гепарина с концентрацией 100 МЕ/мл и хранят в 2% растворе диглицидилового эфира этиленгликоля до использования.Taken from freshly slaughtered animals, cleaned and washed by blood biomaterial is immersed in a 5% solution of ethylene glycol diglycidyl ether at pH = 7.4 and temperature of 20 ° C where it is preserved for 21 days, and then incubated for 1 day with heparin in solution concentration of 100 IU / ml and stored in a 2% solution of diglycidyl ether of ethylene glycol until use.
Пример практического выполнения способа. An example of the practical implementation of the method.
Вариант 1. 70 г взятых от свежезабитых свиней, очищенных и отмытых от крови створок аортальных клапанов помещали в емкость, содержащую 350 мл 5% -ного раствора диглицидилового эфира этиленгликоля при рН= 7,4 и температуре 20оС, где биоткань консервировалась в течение 21 сут. Консервированный материал погружали в раствор гепарина с концентрацией 100 МЕ/мл на 1 сут при 20оС, после чего гепарин удаляли, заполняли емкость 2% -ным раствором диглицидилового эфира этиленгликоля, где и хранили биоткань до имплантации.Variant 1. 70 g taken from freshly slaughtered pigs, washed and purified from the blood of the aortic valve leaflets were placed in a vessel containing 350 ml of a 5% solution of ethylene glycol diglycidyl ether at pH = 7.4 and temperature of 20 ° C, where a biological tissue for canned 21 days The canned material was immersed in a heparin solution with a concentration of 100 IU / ml for 1 day at 20 ° C, after which heparin was removed, the container was filled with a 2% solution of ethylene glycol diglycidyl ether, wherein the biological tissue, and stored prior to implantation.
Вариант 2. 4 сегмента внутренней грудной артерии быка весом 20 каждый, очищенные и отмытые от крови, погружали в 2% -ный раствор диглицидилового эфира этиленгликоля при рН= 7,4 и температуре 20оС на 21 сут. после чего проводили гепаринизацию путем инкубирования в растворе гепарина (100 МЕ/мл) в течение 1 сут при 25оС и вновь погружали в 2% -ный раствор диглицидилового эфира этиленгликоля. где и хранили до исследования.2. Option 4 segments bovine internal thoracic artery 20 weight each, washed and purified from blood, was immersed in a 2% ethylene glycol diglycidyl ether solution at pH = 7.4 and temperature of 20 ° C for 21 days. followed by heparinization were performed by incubating in a solution of heparin (100 IU / ml) for 1 day at 25 ° C and again immersed in a 2% solution of ethylene glycol diglycidyl ether. where they were stored until the study.
Антикальцифицирующий эффект данного способа обработки изучен на классической модели ускоренной кальцификации при подкожной имплантации створок ксеноклапанов крысам. Адекватность такой модели доказана ранее (Shoen F. J. et al. , 1986). The anti-calcifying effect of this treatment method was studied on the classical model of accelerated calcification during subcutaneous implantation of rats xenvial valve cusps. The adequacy of such a model has been proven previously (Shoen F. J. et al., 1986).
В настоящем эксперименте модель воспроизведена на 80 молодых нелинейных крысах-самцах с массой тела 70-80 г, которые были разделены на 4 группы по 20 животных в каждой. In this experiment, the model was reproduced on 80 young non-linear male rats with a body weight of 70-80 g, which were divided into 4 groups of 20 animals each.
Каждому животному в асептических условиях из отдельных разрезов вдоль позвоночника формировали 6-8 подкожных карманов, в которые имплантировали образцы в виде дисков из створок ксеноклапанов, консервированных по 2 способам-аналогам (глютаровым альдегидом и по Dewanjee), способу-прототипу и предложенным нами способом. Under aseptic conditions, 6–8 hypodermic pockets were formed for each animal from separate sections along the spine, into which samples were implanted in the form of disks from the valves of xenographic valves, preserved by 2 analogue methods (glutaraldehyde and Dewanjee), the prototype method and the method we proposed.
Содержание кальция в имплантатах определяли методом атомной абсорбционной спектроскопии. Результаты приведены в табл. 1. The calcium content in the implants was determined by atomic absorption spectroscopy. The results are shown in table. 1.
Тромборезистентные свойства биоматериала определяли по количеству тромботических масс, осевших на стенках испытуемых сосудистых сегментов при контакте с нативной кровью в опытах ex vivo. The thromboresistant properties of the biomaterial were determined by the number of thrombotic masses deposited on the walls of the test vascular segments upon contact with native blood in ex vivo experiments.
Для этого использовали специальное 12-канальное устройство, подключаемое к животному по методу артерио-венозного шунта. Экспозицию с кровью осуществляли в трех временных режимах: 8, 16 и 24 минуты. Была проведена сравнительная оценка испытуемых образцов. В качестве контроля использовали образцы, обработанные глютаровым альдегидом. Количество тромботических масс, осевших на их поверхности при каждом временном режиме, принимали за 100% . Результаты представлены в табл. 2. For this, a special 12-channel device was used, connected to the animal by the method of arteriovenous shunt. Exposure with blood was carried out in three time modes: 8, 16 and 24 minutes. A comparative evaluation of the test samples was carried out. As a control, samples treated with glutaraldehyde were used. The number of thrombotic masses deposited on their surface at each time regime was taken as 100%. The results are presented in table. 2.
Полученные результаты позволяют заключить, что предлагаемый нами способ консервации позволяет сделать ксеноматериал практически полностью резистентным к кальцификации, поскольку при всех сроках подкожной имплантации содержание кальция в образцах не превышает метаболического уровня и, по существу, не нарастает во времени. В то же время, способ-аналог и способ-прототип защищают ткань в значительно меньшей степени (р<0,01). The results obtained allow us to conclude that the proposed method of conservation allows us to make xenomaterial almost completely resistant to calcification, since for all periods of subcutaneous implantation, the calcium content in the samples does not exceed the metabolic level and, in essence, does not increase over time. At the same time, the analogue method and the prototype method protect the tissue to a much lesser extent (p <0.01).
Результаты химического анализа коррелировали с данными морфологического исследования. Так, ткань, обработанная предлагаемым способом, при всех сроках имплантации характеризовалась высокой степенью сохранности основной массы коллагена и отсутствием признаков кальцификации. The results of chemical analysis correlated with data from a morphological study. So, the tissue treated by the proposed method, at all stages of implantation, was characterized by a high degree of preservation of the bulk of the collagen and the absence of signs of calcification.
Биоткань, обработанная по предлагаемому способу, обладает и более высокой тромборезистентностью в условиях модельного эксперимента. Biological tissue treated by the proposed method has a higher thrombotic resistance under the conditions of a model experiment.
(56) Nairi C. et. al. -J. Thorac. Cardiovasc. Surg, 1987-v. 93, N 6, р. 867-877. (56) Nairi C. et. al. -J. Thorac. Cardiovasc. Surg, 1987-v. 93, N 6, p. 867-877.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5024513 RU2008767C1 (en) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | Method for conservation of biological tissues for prosthetics of heart and vessel valves |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5024513 RU2008767C1 (en) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | Method for conservation of biological tissues for prosthetics of heart and vessel valves |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008767C1 true RU2008767C1 (en) | 1994-03-15 |
Family
ID=21595513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5024513 RU2008767C1 (en) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | Method for conservation of biological tissues for prosthetics of heart and vessel valves |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2008767C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2563251C1 (en) * | 2014-07-18 | 2015-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук | Method of production of pentaglycidyl ether of glucose and composition based on it for chemical linking of collagen-containing endoprostheses of biological origin |
-
1992
- 1992-01-23 RU SU5024513 patent/RU2008767C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2563251C1 (en) * | 2014-07-18 | 2015-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук | Method of production of pentaglycidyl ether of glucose and composition based on it for chemical linking of collagen-containing endoprostheses of biological origin |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3797673B2 (en) | Method for treating implantable biological tissue to reduce calcification and bioprosthesis treated in such a manner | |
CA2666485C (en) | Biological tissue for surgical implantation | |
US6214055B1 (en) | Method and kit for rapid preparation of autologous tissue medical devices | |
US6630001B2 (en) | Compliant dehyrated tissue for implantation and process of making the same | |
CA2169381C (en) | Enhanced cross-linking of natural tissues | |
JPH10507673A (en) | Calcification-resistant bio-complementary tissue and its production method | |
KR20070106696A (en) | An implantable biomaterial and a method of producing same | |
WO1995011047A1 (en) | Method of making calcification-resistant bioprosthetic tissue | |
EP0614345A1 (en) | Fetal membrane tubes for nerve and vessel grafts | |
CA1142430A (en) | Bone substitute material and its use | |
WO2004047622A2 (en) | Substantially non-immunogenic injectable collagen | |
RU2374843C1 (en) | Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves | |
RU2008767C1 (en) | Method for conservation of biological tissues for prosthetics of heart and vessel valves | |
RU2122321C1 (en) | Method of treating biological prosthetic means for cardiovascular surgery | |
KR20010038098A (en) | Calcification-resistant Heparinized Bioprosthetic Tissue Implants And Preparation Thereof | |
RU2802349C1 (en) | Method of decellularization of a cardiovascular system homograft with supercritical carbon dioxide | |
RU2429023C1 (en) | Method for making biological venous-valve prosthesis | |
Kim et al. | Negative cilia model for biocompatibility: Sulfonated peo‐grafted polymers and tissues | |
RU2228030C2 (en) | Method for treating biological vascular prosthesis | |
RU2196424C1 (en) | Method for treating biomaterials for cardiovascular surgery | |
RU2228031C1 (en) | Method for treating biological vascular prosthesis | |
CN117815452A (en) | Artificial blood vessel medicine carrying method and artificial blood vessel | |
RU1836940C (en) | Method for preserving valve and vessels of heart | |
Murabayashi et al. | Biolized Material for Cardiac Prosthesis | |
GB2183475A (en) | Tissue immunodespeciating and conserving product |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20021016 |
|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20100124 |