RU2374843C1 - Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves - Google Patents

Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves Download PDF

Info

Publication number
RU2374843C1
RU2374843C1 RU2008124123/15A RU2008124123A RU2374843C1 RU 2374843 C1 RU2374843 C1 RU 2374843C1 RU 2008124123/15 A RU2008124123/15 A RU 2008124123/15A RU 2008124123 A RU2008124123 A RU 2008124123A RU 2374843 C1 RU2374843 C1 RU 2374843C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
biomaterial
treatment
washing
washed
Prior art date
Application number
RU2008124123/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Юрьевна Журавлева (RU)
Ирина Юрьевна Журавлева
Леонид Семенович Барбараш (RU)
Леонид Семенович Барбараш
Татьяна Владимировна Глушкова (RU)
Татьяна Владимировна Глушкова
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "НеоКор" (ЗАО "НеоКор")
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
Application filed by Закрытое акционерное общество "НеоКор" (ЗАО "НеоКор") filed Critical Закрытое акционерное общество "НеоКор" (ЗАО "НеоКор")
Priority to RU2008124123/15A priority Critical patent/RU2374843C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2374843C1 publication Critical patent/RU2374843C1/en

Links

Landscapes

  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to field of medicine, namely to cardio-vascular surgery, and can be used in manufacturing bioprostheses intended for heart valve prosthetics. Essence of invention lies in the following: after conservation with epoxy compound, such as 2-5% solution of ethylene glycol diglycidyl ether, during 2-21 days biomaterial is washed in 0.9% sodium chloride solution and treated with 0.05-1.0% solution of 3-amino-1-oxypropylidene-1,1-diphosphonic acid (DP), prepared on phosphate buffer pH 4.0-8.0. Treatment is carried out at temperature 5-40°C. After treatment biomaterial is washed from non-bound DP and placed into sterilising solution for storage. Application of DP as anticalcium agent gives epoxy-treated biomaterial additional resistance to calcification.
EFFECT: invention ensures increase of treatment efficiency due to reduction of calcium-binding activity of biological prostheses for cardio-vascular surgery.
2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, и может быть использовано при изготовлении биопротезов, предназначенных для протезирования клапанов сердца.The invention relates to medicine, namely to cardiovascular surgery, and can be used in the manufacture of bioprostheses intended for prosthetics of heart valves.

Известен способ обработки сосудистых ксенопротезов и клапанов сердца, способствующий снижению кальцийсвязывающей активности биоматериала. После отмывания биоматериал фиксируют 0,625%-ным раствором глутарового альдегида (ГА) в течение 14 сут, а затем производят обработку его в течение 24 ч карбодиимидом в присутствии иминобис-(2-этилиден)-1,1-дифосфоновой кислоты (авторское свидетельство СССР №1823177, кл. A61F 2/02, заявлено 22.06.1988 г., опубликовано в 1997 г., БИ №29).A known method of processing vascular xenoprostheses and heart valves, contributing to the reduction of calcium-binding activity of the biomaterial. After washing, the biomaterial is fixed with a 0.625% solution of glutaraldehyde (HA) for 14 days, and then it is processed for 24 hours with carbodiimide in the presence of iminobis- (2-ethylidene) -1,1-diphosphonic acid (USSR copyright certificate No. 1823177, class A61F 2/02, claimed 06/22/1988, published in 1997, BI No. 29).

Известен способ антикальциевой обработки биоматериала, заключающийся в обработке биоматериала раствором ГА в течение 21 сут, затем раствором нестабилизированного сывороточного альбумина с раствором ксидифона, после чего ткань отмывают и погружают в раствор ГА, где она хранится до имплантации (авторское свидетельство СССР №1568961, кл. A01N 1/02, заявлено 28.12.1987 г., опубликовано в 1990 г., БИ №21).There is a method of anti-calcium treatment of biomaterial, which consists in treating the biomaterial with a GA solution for 21 days, then with a solution of unstabilized serum albumin with a solution of xidiphone, after which the tissue is washed and immersed in a GA solution, where it is stored until implantation (USSR copyright certificate No. 1568961, class. A01N 1/02, declared December 28, 1987, published in 1990, BI No. 21).

Известен способ антикальциевой обработки биоматериала, используемого в изготовлении биопротезов для сердечно-сосудистой хирургии. Способ заключается в предварительной обработке биоматериала, стабилизированного раствором ГА. После стабилизации биоматериал обрабатывают раствором дифосфонатсодержащих олиго- и полимеров (полиэтиленимина или полиэтиленполиамина, модифицированных винилидендифосфоновой кислотой), затем растворами кефзола, приготовленными на фосфатном буфере, сывороточном альбумине и гепарине. После этого ткань отмывают и хранят в ГА до имплантации (авторское свидетельство СССР №1785625, кл. A01N 1/02, заявлено 09.04.1990 г., опубликовано в 1993 г., БИ №1).A known method of anticalcium processing of biomaterial used in the manufacture of bioprostheses for cardiovascular surgery. The method consists in pre-treatment of biomaterial stabilized with a solution of HA. After stabilization, the biomaterial is treated with a solution of diphosphonate-containing oligo- and polymers (polyethyleneimine or polyethylene polyamine modified with vinylidene diphosphonic acid), then kefzol solutions prepared on phosphate buffer, serum albumin and heparin. After that, the tissue is washed and stored in the HA until implantation (USSR copyright certificate No. 1785625, class A01N 1/02, filed April 9, 1990, published in 1993, BI No. 1).

Недостатками вышеописанных способов является базовая консервация ГА, изначально увеличивающая кальцийсвязывающую активность биоматериала. Модификацию осуществляют в несколько этапов, вследствие чего биоматериал в течение длительного времени (≈18-24 ч) пребывает без консервирующего раствора, при этом после каждого этапа биоматериал отмывают в дистиллированной воде или физиологическом растворе, что может привести к отеку ткани.The disadvantages of the above methods is the basic preservation of HA, initially increasing the calcium-binding activity of the biomaterial. The modification is carried out in several stages, as a result of which the biomaterial for a long time (≈18-24 h) remains without a preservative solution, and after each stage the biomaterial is washed in distilled water or physiological saline, which can lead to tissue swelling.

В качестве прототипа принят способ антикальциевой обработки биопротезов, заключающийся в поэтапной обработке нативного биоматериала в процессе консервации (патент США №4553974, НКИ 8/94.11, заявлен 14.08.1984 г., опубликован 19.11.1985 г.). На первом этапе очищенный нативный биоматериал отмывают в 0,9%-ном растворе NaCl и на 3 ч помещают в смесь 1%-ного раствора додецил-сульфата натрия и 1%-ного раствора Тритон Х-100, обработку производят при комнатной температуре (23-25°С). После этого биоматериал отмывают в 0,9%-ном растворе NaCl или деионизированной воде или в 0,05 М ацетатном буфере при рН-5,5 и помещают на 3,5 ч в консервирующий раствор ГА. Следующим этапом производят обработку биоматериала 1,6%-ным раствором 3-амино-1-оксипропилиден-1,1-дифосфоновой кислоты (ДФ), приготовленным на 0.05М ацетатном буфере, предварительно биоматериал отмывают от несвязанного ГА. В данном растворе биоматериал выдерживают 2-3 ч, после чего биоматериал на 12 ч помещают в консервирующий раствор ГА на 0,05 М ацетатном буфере, при этом обработку повторяют 4 раза. После заключительной обработки ДФ биоматериал на 30 мин помещают в 0,5%-ный раствор боргидрида Na при 25°С для стабилизации связи ДФ с коллагеном. В заключение биоматериал отмывают от несвязанного боргидрида Na и помещают в раствор 0,5%-ного ГА или формальдегида до момента имплантации.As a prototype, a method of anti-calcium treatment of bioprostheses was adopted, consisting in the phased processing of native biomaterial in the preservation process (US patent No. 4553974, NKI 8 / 94.11, filed August 14, 1984, published November 11, 1985). At the first stage, the purified native biomaterial is washed in a 0.9% NaCl solution and placed in a mixture of a 1% solution of sodium dodecyl sulfate and a 1% solution of Triton X-100 for 3 hours, processing is carried out at room temperature (23 -25 ° C). After that, the biomaterial is washed in a 0.9% solution of NaCl or deionized water or in 0.05 M acetate buffer at pH 5.5 and placed for 3.5 hours in a preservation solution of HA. The next step is the processing of the biomaterial with a 1.6% solution of 3-amino-1-hydroxypropylidene-1,1-diphosphonic acid (DF) prepared on 0.05 M acetate buffer, and the biomaterial is preliminarily washed from unbound HA. In this solution, the biomaterial is incubated for 2-3 hours, after which the biomaterial is placed for 12 hours in a GA preservation solution in 0.05 M acetate buffer, and the treatment is repeated 4 times. After the final treatment of DF, the biomaterial is placed for 30 min in a 0.5% solution of Na borohydride at 25 ° C to stabilize the connection of DF with collagen. In conclusion, the biomaterial is washed from unbound Na borohydride and placed in a solution of 0.5% HA or formaldehyde until implantation.

Как и у вышеописанных аналогов, базовую консервацию биоматериала осуществляют ГА, что изначально увеличивает кальцийсвязывающую активность биоматериала.As with the analogues described above, the basic preservation of the biomaterial is carried out by GA, which initially increases the calcium-binding activity of the biomaterial.

Основным недостатком предложенного способа обработки является то, что модификацию биоматериала начинают до завершения полноценной сшивки коллагена. Реакционноспособные группы коллагена образуют связи с антикальциевым агентом, что влечет за собой образование меньшего количества поперечных связей в коллагене и, как следствие, приводит к нарушению процесса сшивки биоматериала. К недостаткам данного способа также можно отнести технологические сложности, заключающиеся в многоэтапности обработки биоматериала с использованием дополнительных реагентов таких, как раствор додецил-сульфат натрия, Тритон Х-10 и боргидрид Na. Процесс модификации занимает более 2 сут, что не технологично.The main disadvantage of the proposed processing method is that the modification of the biomaterial begins before the completion of the full cross-linking of collagen. Reactive collagen groups form bonds with an anticalcium agent, which entails the formation of fewer cross-links in collagen and, as a result, leads to disruption of the biomaterial crosslinking process. The disadvantages of this method can also include technological difficulties, consisting in the multi-stage processing of biomaterial using additional reagents such as a solution of sodium dodecyl sulfate, Triton X-10 and Na borohydride. The modification process takes more than 2 days, which is not technologically advanced.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обработки за счет снижения кальцийсвязывающей активности биологических протезов для сердечно-сосудистой хирургии при обработке их эпоксидными соединениями, например диглицидиловым эфиром этиленгликоля (ДЭЭ).The technical result of the invention is to increase the processing efficiency by reducing the calcium-binding activity of biological prostheses for cardiovascular surgery when treated with epoxy compounds, for example, ethylene glycol diglycidyl ether (DEE).

Предложен способ антикальциевой обработки биологических протезов клапанов сердца, включающий процессы отмывки, стабилизации и модификации материала с последующим хранением в стерилизующем растворе.A method is proposed for anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves, including the washing, stabilization and modification of the material with subsequent storage in a sterilizing solution.

Отличием предложенного способа является то, что после отмывки нативной ткани производят стабилизацию ее 2-5%-ным раствором эпоксидных соединений, до полной стабилизации, а модификацию производят после завершения процесса стабилизации путем помещения после отмывки в 0,05-1,0%-ный раствор дифосфоната, содержащего в структуре аминогруппу, на 3-5 ч при температуре 18-25°С с последующей отмывкой и помещением для хранения в стерилизующий раствор. Применение модифицирующего раствора с концентрацией в пределах 0,05-1,0% обусловлено тем, что при использовании концентрации ниже 0,05% не достигается антикальциевый эффект, а использование раствора с концентрацией свыше 1,0% - не технологично. Также преимуществом данного способа является простота обработки, заключающаяся в отсутствии дополнительных реагентов. При обработке предложенным методом биоматериал находится без консервирующего раствора не более 6 ч, что до минимума снижает риск возникновения деструктивных изменений биоматериала таких, как отек, разрыхление и фрагментация коллагеновых волокон.The difference of the proposed method is that after washing the native tissue, it is stabilized with a 2-5% solution of epoxy compounds until complete stabilization, and the modification is carried out after completion of the stabilization process by placing after washing in 0.05-1.0% a solution of a diphosphonate containing an amino group in the structure for 3-5 hours at a temperature of 18-25 ° C, followed by washing and storage in a sterilizing solution. The use of a modifying solution with a concentration in the range of 0.05-1.0% is due to the fact that when using a concentration below 0.05%, an anti-calcium effect is not achieved, and the use of a solution with a concentration above 1.0% is not technologically advanced. Another advantage of this method is the ease of processing, which consists in the absence of additional reagents. When processing the proposed method, the biomaterial is without a preservative solution for no more than 6 hours, which minimizes the risk of destructive changes in the biomaterial such as edema, loosening and fragmentation of collagen fibers.

Ниже приведен пример осуществления предлагаемого способа.The following is an example implementation of the proposed method.

Приготовленную по существующим методикам отбора нативную ткань промывают 0,9%-ным раствором NaCl, затем для стабилизации помещают в 2-5%-ный раствор ДЭЭ. Через 2-21 сут консервации биоматериал отмывают в 0,9%-ном растворе NaCl в течение 1 ч с трехкратной сменой раствора и помещают для модификации, например в раствор 3-амино-1-оксипропилиден-1,1-дифосфоновой кислоты (ДФ), приготовленный на фосфатном буфере при рН 4,0-8,0, на 4 ч при комнатной температуре. По истечении данного времени биопротез отмывают от несвязанной ДФ в 0,9%-ном растворе NaCl в течение 40 мин с двукратной сменой раствора и помещают для хранения в стерилизующий раствор, например в 0,01-2,0% 2-бром-2-нитропропан-1,3 диол.The native tissue prepared by existing selection procedures is washed with a 0.9% NaCl solution, then placed in a 2-5% DEE solution for stabilization. After 2-21 days of preservation, the biomaterial is washed in a 0.9% NaCl solution for 1 h with a three-fold change of solution and placed for modification, for example, in a solution of 3-amino-1-hydroxypropylidene-1,1-diphosphonic acid (DF) prepared on phosphate buffer at pH 4.0-8.0 for 4 hours at room temperature. After this time, the bioprosthesis is washed from unbound DF in a 0.9% NaCl solution for 40 minutes with a two-time change of the solution and placed in a sterilizing solution for storage, for example, in 0.01-2.0% 2-bromo-2- nitropropane-1,3 diol.

Оценку эффективности антикальциевой обработки осуществляли с помощью стандартной модели ускоренной кальцификации путем подкожной имплантации исследуемого материала крысам линии Vistar с последующим количественным анализом содержания кальция в ткани. Исследовали створки аортального комплекса свиньи и перикард КРС, обработанные по предложенной методике. Извлечение имплантированного биоматериала производили на 60 и 90 сутки.Evaluation of the effectiveness of anti-calcium treatment was carried out using a standard model of accelerated calcification by subcutaneous implantation of the test material to Vistar rats followed by a quantitative analysis of the calcium content in the tissue. We examined the valves of the aortic complex of pigs and cattle pericardium, processed according to the proposed method. The implanted biomaterial was extracted on days 60 and 90.

Результаты исследования продемонстрировали антикальциевую эффективность предложенного способа. На протяжении всего исследования уровень кальция в биоматериале, обработанном по предложенному способу, оставался на метаболическом уровне (таблица).The results of the study demonstrated the anti-calcium effectiveness of the proposed method. Throughout the study, the level of calcium in the biomaterial processed according to the proposed method remained at the metabolic level (table).

Таблица Table Количество кальция, мг/г тканиThe amount of calcium, mg / g of tissue 60 сут60 days 90 сут90 days Створки аортального клапана свиньи, консервированные ДЭЭSwine Aortic Valve Valves Canned by DEE 6,22±0,376.22 ± 0.37 7,35±0,127.35 ± 0.12 Створки аортального клапана свиньи, консервированные ДЭЭ, обработанные по предложенному способуFlaps of the aortic valve of a pig, canned DEE, processed by the proposed method 0,65±0,060.65 ± 0.06 0,88±0,060.88 ± 0.06 Перикард КРС, консервированный ДЭЭPericardial cattle, canned DEE 4,88±0,274.88 ± 0.27 6,11±0,216.11 ± 0.21 Перикард КРС, консервированный ДЭЭ, обработанный по предложенному способуPericardial cattle, canned DEE, processed by the proposed method 0,75±0,20.75 ± 0.2 0,68±0,080.68 ± 0.08

При обработке предложенным способом количество 3-амино-1-оксипропилиден-1,1-дифосфоновой кислоты, иммобилизованной на биоматериале, составило 2,8 мкг/мг ткани. Данного количества ДФ достаточно для снижения кальцийсвязывающей активности эпоксиобработанного биоматериала на 84-89%.When processing the proposed method, the amount of 3-amino-1-hydroxypropylidene-1,1-diphosphonic acid immobilized on the biomaterial was 2.8 μg / mg of tissue. This amount of DF is sufficient to reduce the calcium-binding activity of the epoxy-treated biomaterial by 84-89%.

Claims (2)

1. Способ антикальциевой обработки биологических протезов клапанов сердца, включающий процессы отмывки, стабилизации и модификации биоматериала с последующим хранением в стерилизующем растворе, отличающийся тем, что после отмывки нативной ткани производят стабилизацию ее 2-5%-ным раствором эпоксидных соединений до полной стабилизации, а модификацию производят после завершения процесса стабилизации путем помещения после отмывки в 0,05-1,0%-ный раствор дифосфоната, содержащего в структуре аминогруппу, на 3-5 ч при температуре 18-25°С с последующей отмывкой и помещением для хранения в стерилизующий раствор.1. The method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves, including the washing, stabilization and modification of biomaterial followed by storage in a sterilizing solution, characterized in that after washing the native tissue, stabilize it with a 2-5% solution of epoxy compounds until complete stabilization, and modification is carried out after completion of the stabilization process by placing after washing in a 0.05-1.0% solution of diphosphonate containing an amino group in the structure for 3-5 hours at a temperature of 18-25 ° C, followed by by washing and storing in a sterilizing solution. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отмывку осуществляют 0,9%-ным раствором NaCl при неоднократной смене его в течение каждого процесса отмывки. 2. The method according to claim 1, characterized in that the washing is carried out with a 0.9% solution of NaCl with its repeated change during each washing process.
RU2008124123/15A 2008-06-16 2008-06-16 Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves RU2374843C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008124123/15A RU2374843C1 (en) 2008-06-16 2008-06-16 Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008124123/15A RU2374843C1 (en) 2008-06-16 2008-06-16 Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2374843C1 true RU2374843C1 (en) 2009-12-10

Family

ID=41489242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008124123/15A RU2374843C1 (en) 2008-06-16 2008-06-16 Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2374843C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616507C1 (en) * 2016-02-01 2017-04-17 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний" (НИИ КПССЗ) Method of predicting risk of calcification of biological prosthesis of heart valves, implanted in mitral position, basing on genomic predictors
RU2633062C1 (en) * 2016-11-21 2017-10-11 Леонид Семенович Барбараш Method of pre-implant storage of biological prostheses for cardiovascular surgery
RU2633544C1 (en) * 2016-06-06 2017-10-13 федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина" Минздрава России) Method for manufacture of valve-containing conduit from cattle jugular vein
WO2022083758A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-28 吉林启明皓月生物科技有限公司 Anticoagulant artificial heart valve material, preparation method therefor and use thereof
WO2022083759A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-28 吉林启明皓月生物科技有限公司 Anticoagulation and anticalcification artificial heart valve material, preparation method therefor, and application thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616507C1 (en) * 2016-02-01 2017-04-17 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний" (НИИ КПССЗ) Method of predicting risk of calcification of biological prosthesis of heart valves, implanted in mitral position, basing on genomic predictors
RU2633544C1 (en) * 2016-06-06 2017-10-13 федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина" Минздрава России) Method for manufacture of valve-containing conduit from cattle jugular vein
RU2633062C1 (en) * 2016-11-21 2017-10-11 Леонид Семенович Барбараш Method of pre-implant storage of biological prostheses for cardiovascular surgery
WO2022083758A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-28 吉林启明皓月生物科技有限公司 Anticoagulant artificial heart valve material, preparation method therefor and use thereof
WO2022083759A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-28 吉林启明皓月生物科技有限公司 Anticoagulation and anticalcification artificial heart valve material, preparation method therefor, and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2666485C (en) Biological tissue for surgical implantation
US6214054B1 (en) Method for fixation of biological tissues having mitigated propensity for post-implantation calcification and thrombosis and bioprosthetic devices prepared thereby
CA1221641A (en) Implantable biological tissue and process for preparation thereof
JP3797673B2 (en) Method for treating implantable biological tissue to reduce calcification and bioprosthesis treated in such a manner
JP3768528B2 (en) Manufacturing method of calcification resistant bioartificial tissue
JP4555570B2 (en) Treatment of bioprosthetic tissue to reduce post-transplant calcification
AU713605B2 (en) Calcification-resistant bioprosthetic tissue and methods of making same
US20200353126A1 (en) Sterilization Process
RU2374843C1 (en) Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves
JP7448491B2 (en) Method of preparing biological tissue for surgical transplantation
US20110224779A1 (en) Thin collagen tissue for medical device applications
CN113646015B (en) Method for preventing degradation and degeneration of tissue used in bioprostheses
US20240173443A1 (en) Sterilizing biological tissue with supercritical carbon dioxide
RU2008767C1 (en) Method for conservation of biological tissues for prosthetics of heart and vessel valves