RU2196424C1 - Способ обработки биоматериалов для сердечно-сосудистой хирургии - Google Patents
Способ обработки биоматериалов для сердечно-сосудистой хирургии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2196424C1 RU2196424C1 RU2001112952/14A RU2001112952A RU2196424C1 RU 2196424 C1 RU2196424 C1 RU 2196424C1 RU 2001112952/14 A RU2001112952/14 A RU 2001112952/14A RU 2001112952 A RU2001112952 A RU 2001112952A RU 2196424 C1 RU2196424 C1 RU 2196424C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- treated
- chlorhexidine
- epoxy
- biomaterial
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине, а именно к предимплантационной обработке биологических протезов для сердечно-сосудистой хирургии. Биоматериал обрабатывают базовым раствором эпоксисоединений при рН 3,0-11,0 и при температуре 4-45oС в течение 2-21 сут., промывают, обрабатывают раствором хлоргексидина с концентрацией не менее 1% при рН 3,0-8,0 и температуре 15-45oС в течение 2-16 ч, а затем снова промывают и повторно обрабатывают базовым раствором. Повторную обработку базовым раствором осуществляют в течение 1-3 сут. , в качестве базового могут быть также использованы 2-5% раствор диглицидилового эфира этиленгликоля или 2-5% раствор смесей эпоксисоединений различного состава. Технический результат: способ позволяет предупредить бактериальную контаминацию биологической поверхности протеза и использовать модифицированные биопротезы в условиях локального или генерализованного инфекционного процесса. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к предимплантационной обработке биологических протезов для сердечно-сосудистой хирургии. Основными целями предимплантационной обработки изделий, контактирующих с кровью, являются повышение тромборезистентности с одновременным подавлением кальцификации и придание им антибактериальных свойств.
В настоящее время разработки по приданию протезам антибактериальных свойств ведут, в основном, по двум направлениям: создание синтетических изделий с биодеградируемыми матрицами, в состав которых включены антибиотики, и обработка синтетической манжеты механических протезов солями металлов, например серебра. Такая обработка позволяет получить кратковременный эффект, т.к. антибактериальные свойства проявляются лишь при разрушении матрицы и выделении антибактериальных препаратов в кровоток, а соли металлов обладают лишь бактериостатическим эффектом и не в состоянии защитить поверхность от массивного инфицирования при сепсисе, инфекционных эндокардитах и др.
Известно применение хлоргексидина для антибактериальной обработки операционного поля, стерилизации хирургического инструментария и др., а также при гнойно-септических процессах (Машковский М.Д. Лекарственные средства. Часть 2., М.: Медицина, 1985, с.411). Хлоргексидин обладает бактерицидным действием в отношении широкого спектра грамположительиых и грамотрицательных бактерий. Хлоргексидин использовали в эксперименте также для обработки кардиоваскулярных нмплантатов, изготовленных из синтетических материалов, при этом хлоргексидин заключали в полимерную матрицу.
Основными недостатками известного способа антибактериальной обработки протезов с использованием хлоргексидина являются:
- кратковременный эффект от обработки, который проявляется только при разрушении матрицы;
- исследования проводили на кардиоваскулярных имплантатах только из синтетических материалов, и механизм прочного химического связывания хлоргексидина на поверхности биологического материала не разработан;
- процессы обработки биопротезов с целью улучшения биомеханических свойств, повышения гемосовместимости и резистентности к кальцификации выполняются, как правило, па основе консервации глутаровым альдегидом. Иммобилизация биологически активных веществ выполняется последовательно, что приводит к формированию сложных "сэндвичевых" структур на поверхности и в объеме матрицы. Кроме того, в процессе обработки биологически активные вещества реагируют между собой. Все это делает непредсказуемым конечный эффект модификации.
- кратковременный эффект от обработки, который проявляется только при разрушении матрицы;
- исследования проводили на кардиоваскулярных имплантатах только из синтетических материалов, и механизм прочного химического связывания хлоргексидина на поверхности биологического материала не разработан;
- процессы обработки биопротезов с целью улучшения биомеханических свойств, повышения гемосовместимости и резистентности к кальцификации выполняются, как правило, па основе консервации глутаровым альдегидом. Иммобилизация биологически активных веществ выполняется последовательно, что приводит к формированию сложных "сэндвичевых" структур на поверхности и в объеме матрицы. Кроме того, в процессе обработки биологически активные вещества реагируют между собой. Все это делает непредсказуемым конечный эффект модификации.
В последние годы в России и ряде других стран (Канада, США, Япония) ведутся работы по использованию эпоксисоединений при консервации ксенобиопротезов с целью обеспечения высокой плотности поперечной сшивки коллагеновой основы биопротеза и придания нмплантату ряда дополнительных свойств - в первую очередь, устойчивости к кальцификации.
Известен способ обработки биоматериалов для сердечно-сосудистой хирургии, предусматривающий использование для этих целей эпоксисоединений, например, диглицидилового эфира этиленгликоля или эпоксидных смесей различного состава (например, патент РФ 2122321, МКИ 6А N 1/02, 1996). Способ заключается в том, что биоматериал помещают на 1-21 суток в 2-5% раствор эпоксидных соединений, приготовленный на буфере при рН 3.0-11,0 при температуре 4-45oС, затем промывают физиологическим раствором в течение 1 часа и обрабатывают раствором гепарина с концентрацией не менее 75 МЕ/мл при рН 3,0-8,0 и температуре 20-45oС в течение 2-16 часов и повторно промывают до отсутствия гепарина в промывных водах. На заключительной стадии биоматериал обрабатывают 70% водным раствором этанола в течение 40-60 минут с последующей отмывкой в физиологическом растворе и помещают для хранения в 2-5% раствор используемого эпоксисоединения.
В результате обработки биоматериала по известному способу возникает более высокая плотность сшивки и возможность ее регулирования, при этом обеспечивается высокий антикальцифицирующий эффект. Недостатком известного способа обработки биологических протезов является невысокая эффективность в части придания им антибактериальных свойств.
Предложен способ обработки биоматериалов для сердечно-сосудистой хирургии, включающий обработку их базовым раствором эпоксисоединений, например, 2-5% раствором диглицидилового эфира этиленгликоля или 2-5% раствором смесей эпоксисоединений различного состава при рН 3,0-11,0% и при температуре 4-45oС в течение 2-21 суток с последующей промывкой дистиллированной водой или физиологическим солевым раствором.
Основным отличием предлагаемого способа является то, что после промывки биоматериал обрабатывают раствором хлоргексидина с концентрацией не менее 1% при рН 3,0-8,0 и температуре 15-45oС в течение 2-16 часов с последующей промывкой и повторной обработкой базовым раствором в течение 1-3 суток.
Целью изобретения является предупреждение бактериальной контаминации биологической поверхности протезов, консервированных диглицидиловым эфиром этиленгликоля пли смесями этоксисоединений различного состава, а также возможность использования модифицированных биопротезов па фоне локального или генерализованного инфекционного процесса. Прочная химическая фиксация хлоргексидина на биоматериал достигается, с одной стороны, путем ионного связывания препарата с карбоксильными группами коллагеновой матрицы, с другой - путем взаимодействия иминогрупп хлоргексидина со свободными эпоксидными группами, несвязавшимися с коллагеном в процессе первичной обработки.
Ниже приведено описание способа обработки биоматериалов для сердечно-сосудистой хирургии.
Подготовленную по существующим методикам отбора нативную ткань помещают в базовый раствор, в качестве которого может быть использован 2-5% раствор диглицидилового эфира этиленгликоля или эпоксидных смесей различного состава, приготовленных на буфере при рН 3,0-11,0 при температуре 4-45oС. Диглицидиловый эфир этиленгликоля является диэпоксидным соединением, которое является одновременно сшивающим и стерилизующим агентом для биоткани протезов и обеспечивает ковалентную связь с биологически активными веществами.
Смесь эпоксисоединений различного состава также является сшивающим и стерилизующим агентом. Смесь диэпоксисоединеиий и полиэпоксисоединений обеспечивает эффективное и большее по количеству связывание с такими веществами как хлоргексидин, гепарин и др. за счет непрореагировавших с биоматериалом эпоксигрупп.
Концентрация базового раствора ниже 2% не обеспечивает стерильности материала в процессе обработки, а концентрация базового раствора более 5% нецелесообразна, т.к. в указанных пределах достигается полная сшивка. Первичную обработку базовым раствором ведут в течение 2-21 суток. После окончания первичной обработки осуществляют промывку биоматериала дистиллированной водой или физиологическим солевым раствором в течение 1 часа с, по меньшей мере, трехкратной сменой избытка дистиллированной воды или физиологического солевого раствора. Антибактериальную обработку ткани проводят раствором хлоргексидина с концентрацией не менее 1% при рН 3,0-8,0 и температуре 15-45oС в течение 2-16 часов.
В процессе антибактериальной обработки происходит связывание хлоргексидина с непрореагировавшими с биоматериалом эпоксидными группами, а также с карбоксильными группами коллагеновой матрицы. При концентрации хлоргексидина в растворе менее 1% процесс обработки занимает длительное время и является малоэффективным, т.к. связывается небольшое количество хлоргексидина. По мере увеличения концентрации эффективность обработки возрастает.
При антибактериальной обработке показатель рН должен находиться в пределах 3,0-8,0, т.к. за указанными пределами возможно выпадение хлоргексидина в осадок, что снижает эффективность обработки. Проведение обработки при температуре выше 45oС нецелесообразно, т.к. возникает возможность термического поражения тканей, а при температуре ниже 15oС интенсивность связывания со свободными эпоксигруппами резко снижается. Длительность обработки зависит от концентрации раствора, величины показателя рН и температуры. При длительности обработки менее 2 часов эффективность снижается вследствие того, что в химическую реакцию вступает малое количество хлоргексидина или произойдет насыщение только тонкого наружного слоя материала, а диффузия препарата в объем биологической матрицы и химическое взаимодействие его с коллагеном не произойдут. После антибактериальной обработки проводят промывку биоматериала дистиллированной водой до отсутствия хлоргексидина в промывных водах, а затем производят повторную обработку базовым раствором эпоксисоединений в течение 1-3 суток. Целью повторной обработки базовым раствором является стерилизация биопротезов.
Таким образом, в результате обработки возникает более высокая плотность сшивки и возможность ее регулирования, а также возможность регулирования биомеханических свойств структуры поверхности и придание материалу заданных биологических свойств (в частности, антибактериальных).
С целью определения эффективности антибактериальной обработки по предложенному способу были изготовлены образцы биоматериалов и проведены лабораторные испытания, результаты которых приведены в таблице. В процессе испытаний были использованы базовые растворы на основе диглицидилового эфира этиленгликоля (ДЭЭ) и разных смесей эпоксисоединений различного состава (ВК-1 и ВК-2). Эпоксидные смеси, получившие условное обозначение ВК-1 и ВК-2, были синтезированы в Институте органической химии СО РАН (г.Новосибирск).
Результаты испытаний показывают, что образцы биоматериалов, обработанные только базовыми растворами по прототипу (поз. 1-3), имеют низкие антибактериальные свойства - диаметры зон подавления роста равны нулю, а количество колониеобразующих клеток, адгезированных на биоматериале после контакта с инфицированной кровью, достигает 26,9-47,5% по отношению к общему количеству колониеобразующих клеток в крови.
В результате обработки по предложенному способу образцы биоматериала связывают до 380 мкт/мг хлоргексидина, что существенно повышает их антибактериальные свойства: диаметр зон подавления увеличивается до 10-12 мм, а количество колониеобразующих клеток, адгезированных на биоматериале после контакта с инфицированной кровью, снижается до 1-2%.
Испытания показывают, что способ позволяет предупредить бактериальную контаминацию биологической поверхности протеза и использовать модифицированные биопротезы в условиях локального или генерализованного инфекционного процесса.
Claims (4)
1. Способ обработки биоматериала для сердечно-сосудистой хирургии, включающий обработку их базовым раствором эпоксисоединений при рН 3,0-11,0 и при температуре 4-45oС в течение 2-21 суток с последующей промывкой, отличающийся тем, что после промывки биоматериалы обрабатывают раствором хлоргексидина с концентрацией не менее 1% при рН 3,0-8,0 и температуре 15-45oС в течение 2-16 ч, а затем снова промывают и повторно обрабатывают базовым раствором.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что повторную обработку базовым раствором осуществляют в течение 1-3 суток.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве базового используют 2-5% раствор диглицидилового эфира этиленгликоля.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве базового используют 2-5% раствор смесей эпоксисоединений различного состава.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001112952/14A RU2196424C1 (ru) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | Способ обработки биоматериалов для сердечно-сосудистой хирургии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001112952/14A RU2196424C1 (ru) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | Способ обработки биоматериалов для сердечно-сосудистой хирургии |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2196424C1 true RU2196424C1 (ru) | 2003-01-20 |
Family
ID=20249538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001112952/14A RU2196424C1 (ru) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | Способ обработки биоматериалов для сердечно-сосудистой хирургии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2196424C1 (ru) |
-
2001
- 2001-05-10 RU RU2001112952/14A patent/RU2196424C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6962901B2 (ja) | 物理的操作または殺菌の後に大きな生物活性を有する固定化された生物活性物質 | |
US4361552A (en) | Wound dressing | |
JP4619597B2 (ja) | 生体組織の滅菌 | |
AU2005318938B2 (en) | An implantable biomaterial and a method of producing same | |
US6013106A (en) | Medical article with adhered antimicrobial metal ions and related methods | |
RU2630979C2 (ru) | Способ стерилизации | |
WO2000064371A1 (en) | Stabilization of implantable bioprosthetic devices | |
JP2001523527A (ja) | 付着させた抗菌金属を含む医療用具 | |
US20200246511A1 (en) | Methods and devices to reduce the risk of infection | |
JPS59203563A (ja) | 銀スルフアダイアジン含有動物組織を用いた傷用包帯 | |
RU2679121C1 (ru) | Способ получения костного имплантата на основе стерильного деминерализованного костного матрикса | |
US6379615B1 (en) | Methods of sterilizing articles | |
US20090186332A1 (en) | Preparation and storage of stable, antimicrobially active materials | |
RU2196424C1 (ru) | Способ обработки биоматериалов для сердечно-сосудистой хирургии | |
RU2147800C1 (ru) | Способ изготовления костного аллотрансплантата | |
Moore et al. | Nonaldehyde sterilization of biologic tissue for use in implantable medical devices | |
RU2122321C1 (ru) | Способ обработки биологических протезов для сердечно-сосудистой хирургии | |
CA2135139A1 (en) | Topical antibacterial preparation | |
RU2008767C1 (ru) | Способ консервирования биоткани для протезирования клапанов сердца и сосудов | |
CN109602932B (zh) | 一种脱细胞蛋白支架消毒方法 | |
Mukhopadhayay et al. | Sterilization of Biomaterials and Medical Devices with Supercritical CO2 | |
CA3217558A1 (en) | Sterilized multicomponent composition for removal of particles | |
Zhao et al. | Enhanced osteogenesis of polyvinylpyrrolidone-iodine as a sterilizing agent for preservation of allografts | |
WO2018160513A1 (en) | Dried cellulose-treated tissue for in-vitro complement activation assays and diagnostic kits | |
Plainsboro | Mattern et al. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040511 |