RU2640932C2 - Способ получения костно-пластического материала - Google Patents
Способ получения костно-пластического материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640932C2 RU2640932C2 RU2016126698A RU2016126698A RU2640932C2 RU 2640932 C2 RU2640932 C2 RU 2640932C2 RU 2016126698 A RU2016126698 A RU 2016126698A RU 2016126698 A RU2016126698 A RU 2016126698A RU 2640932 C2 RU2640932 C2 RU 2640932C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bone
- solution
- fragments
- chemically pure
- gelatin
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/28—Bones
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
- A61L27/24—Collagen
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Botany (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области медицины и раскрывает cпособ получения костно-пластического материала. Способ характеризуется тем, что кость очищают, распиливают на фрагменты с размером частиц 0,5-1,5 см, промывают водой, проводят делипидизацию, депротеинизацию, измельчение костных фрагментов и соединение полученной костной массы при температуре 38-40°C с коллагенсодержащим раствором в виде раствора химически чистого желатина, приготовленного на консервирующем растворе с добавлением антибактериального препарата, и стерилизацию. Изобретение может быть использовано для получения биоактивного костно-пластического материала для замещения значительных костных дефектов на основе составляющих биологического происхождения, пластичной консистенции, обладающего остеогенными свойствами, с местным антибактериальным эффектом. 1 пр.
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к заготовке и консервации костной ткани, и может быть применено в работе "костных банков" для обеспечения костно-пластическим материалом учреждений здравоохранения.
Известен способ получения костного трансплантата (Э.А. Рамих, В.Т. Подорожная, Ю.В. Этитейн Авторское свидетельство СССР 1724206). Однако использование депротеинизированной губчатой кости (ДПГК), которая является карбонатгидроксилапатитом биологического происхождения, не всегда удобно, вследствие стабильной формы, сложностей ее моделирования, что приводит к повышению возможности прорезывания трансплантата через мягкие ткани и вероятности неполного заполнения костного дефекта. Период формирования регенерата достаточно продолжительный за счет отсутствия коллагеновой добавки (для стимуляции остеогенеза).
Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления биоактивного костно-пластического материала "депротекс" по патенту РФ №2232585 (МПК A61K 35/32, A61F 2/28, A61L 27/00, A61L 27/54, А61Р 19/00, опубл. 20.07.2004). В данном способе депротеинизированную кость после промывки стерильной дистиллированной водой измельчают до размера частиц 0,1-0,5 мм, полученную депротеинизированную костную муку соединяют при температуре 38-40°C с 9% раствором желатина, приготовленным на консервирующем растворе с добавлением антибактериального препарата, консервируют при температуре -20°C и стерилизуют. Антибактериальный препарат, например рефлин, добавляют в дозе соответствующей оптимальной местной антибактериальной.
По аминокислотному составу желатин относится к неполноценным белкам и содержит много остатков глицина, пролина, оксипролина, аланина (т.е. веществ, которые принимают участие в построении новой кости), что снижает риск возникновения иммунологических реакций. Использование материала «депротекс» позволяет повысить конечные результаты костно-пластических операций, оптимизировать процессы репарации и восстановить костную структуру, поврежденную патологическим процессом. Преимущественная область применения костно-пластического материала по патенту РФ №2232585 - замещение незначительных по объему костных дефектов, например, в стоматологии.
К недостаткам способа по патенту №2232585 следует отнести невозможность его использования при проведении костно-пластических операций на больших костных дефектах, например, в ортопедии и травматологии, онкологии. Это обусловлено использованием депротеинизированной костной муки, частицы которой могут вымываться потоками крови из значительных по объему костных дефектов. Кроме того, мелкие частицы костной муки не обеспечивают высоких прочностных свойств, необходимых при замещении больших костных дефектов.
Задача (технический результат) изобретения - получение биоактивного костно-пластического материала для замещения значительных костных дефектов на основе составляющих биологического происхождения, пластичной консистенции, обладающего остеогенными свойствами, с местным антибактериальным эффектом.
Поставленная задача решается тем, что для получения костно-пластического материала (КПМ) осуществляют очистку кости, распилку на фрагменты, промывку водой, делипидизацию, депротеинизацию, измельчение костных фрагментов и соединение полученной костной массы при температуре 38-40°C с коллагенсодержащим раствором в виде раствора химически чистого желатина, приготовленного на консервирующем растворе с добавлением антибактериального препарата, и стерилизацию. Согласно изобретению костные фрагменты измельчают до размера частиц 0,5-1,5 см, соединение костной массы с коллагенсодержащим раствором осуществляют путем равномерного перемешивания с 20-30%-ным раствором химически чистого желатина, после чего полученную костную массу соединяют с 30-35%-ным раствором химически чистого желатина, а затем костную массу формируют, подвергают лиофилизации и стерилизуют.
Измельчение костных фрагментов до размера частиц 0,5-1,5 см позволяет получить высокие прочностные свойства полученного материала и обеспечивает надежное удерживание материала внутри большого костного дефекта.
Использование 30-35% раствора химически чистого желатина предназначено для надежного скрепления крупных частиц костной ткани, что также обеспечивает его удерживание внутри костного дефекта. А предварительное равномерное перемешивание с 20-30%-ным раствором желатина обеспечивает гарантированную связь всех участков костных частиц с желатином.
Лиофилизация костной массы придает конечному материалу гидрофильность. После пропитывания полученного гидрофильного материала, например, кровью пациента или донора он становится пластичным, что позволяет моделировать его в соответствии с объемом и конфигурацией костного дефекта. Это обеспечивает максимальное заполнение всего объема костного дефекта и, следовательно, надежное удержание костно-пластического материала внутри дефекта.
Способ осуществляют следующим образом.
Кости очищают, распиливают на фрагменты и промывают водой. Осуществляют делипидизацию и депротеинизацию фрагментов кости. Измельчают костные фрагменты до размера частиц 0,5-1,5 см и путем равномерного перемешивания соединяют полученную костную массу при температуре 38-40°C с коллагенсодержащим 20-30%-ным раствором химически чистого желатина, приготовленным на консервирующем растворе с добавлением антибактериального препарата. После чего полученную костную массу соединяют с 30-35%-ным раствором химически чистого желатина, а затем костную массу формируют, подвергают лиофилизации и стерилизуют.
Пример конкретного осуществления заявляемого способа. Аллогенные или ксеногенные фрагменты головок и мыщелков бедер (эпифизмы длинных трубчатых костей) освобождают от мягких тканей и распиливают на фрагменты размером 3×2×1 см. В течение 4 часов подвергают механической очистке путем промывания холодной проточной водой, очищенной, например, через фильтр «Аквафор». Материал заливают 10% раствором перекиси водорода и помещают в термостат при 37°C на 24-48 часов со сменой раствора 2-3 раза. Отсутствие элементов костного мозга свидетельствует о полной депротеинизации костной ткани, что определяется макроскопически. Далее материал промывают в холодной проточной воде и помещают в раствор спирт-эфира в соотношении 1:1 на 6 часов, меняя реактивы каждые 2 часа, при комнатной температуре, высушивают в стерильном боксе под вентилятором 15 мин. Помещают под вентилятор на 4-6 часов в стерильном боксе. Затем с помощью костных кусачек измельчают до размеров частиц 0,5-1,5 см.
В термостойкую колбу, содержащую 0,9% раствор NaCl, вносят химически чистый желатин из расчета, чтобы получился 20-30% раствор. Колбу помещают на водяную баню и нагревают до температуры 38-40°C для полного расплавления желатина. Во время нагревания необходимо производить периодическое перемешивание содержимого колбы путем взбалтывания.
Аналогично готовят 30-35% раствор химически чистого желатина.
Раствор желатина охлаждают и смешивают с антибиотиком, например рефлином, в соотношении 0,5 мг на 10 мл 20-30% раствора. Соединяют костный материал с 20-30% раствором желатина и равномерно перемешивают. Полученную массу соединяют с 30-35% раствором желатина и снова перемешивают, охлаждают до комнатной температуры. Фасуют по 0,25 и 0,5 г. Полученную костную массу формируют, например в чашках Петри с диаметром 50 мм, размещают в морозильной камере при температуре 40°С на 2 суток с целью лиофилизации нижней поверхности конгломерата, затем упаковывают и осуществляют стерилизацию, например, газообразной окисью этилена или потоком быстрых электронов β-лучей.
Результаты экспериментального исследования предлагаемого костно-пластического материла.
В условиях in vitro с целью имитации выполнения импакционной костной пластики было произведено моделирование заполнения ацетабулярной впадины (в качестве последней выступала чаша эндопротеза тазобедренного сустава) костно-пластическим материалом, с последующей его импакцией в чаше и обработкой фрезой до гомогенной структуры, равномерно покрывающей внутренний контур чаши.
Для этого два исследуемых образца заявляемого костно-пластического материала были обработаны донорской кровью в количестве 20 мл (политы сверху, с целью смачивания и улучшения упругоэластических свойств, время экспозиции составило 2 минуты). Это привело к пропитыванию кровью материала и его переходу в пластичное состояние, позволяющее поместить его в заданный объем для восполнения дефекта костной ткани, например, в ацетабулярной впадине. В качестве модели ацетабулярной впадины в проведенном эксперименте была использована ацетабулярная чаша эндопротеза ТБС.
Затем была произведена импакция КПМ к внутренним стенкам внутреннего объема чаши эндопротеза (гладкая сторона костно-пластического материала при этом была обращена к чаше), с последующей фрезовой обработкой до получения гомогенной структуры, равномерно покрывающей внутренний контур чаши, что было сделано для моделирования процесса восстановления костного дефекта ацетабулярной впадины.
Вслед за этим было выполнено успешное нанесение на полученную из материала «Депротекс» гомогенную структуру полиметилметакрилатного цемента в количестве 40 граммов, с последующей установкой полиэтиленового вкладыша эндопротеза в чашу для имитации установки чаши (в качестве которой выступал вкладыш) в ацетабулярную впадину (роль которой выполняла собственно чаша).
Последующий осмотр образца производили спустя 3 суток. Разделение между собой чаши эндопротеза и конгломерата из импактированного костно-пластического материала и полиметилметакрилатного цемента происходит без существенного сопротивления. Измерения механико-прочностных свойств конгломерата, полученного в ходе импакции фрагментов материала, не проводили по причине их нецелесообразности, однако при субъективной оценке прочность фиксации импактированного материала такова, что требует приложения определенного усилия для отделения его фрагментов от полиметилметакрилатного цемента. Прочность адгезии полиметилметакрилатного цемента и полиэтиленового вкладыша субъективно очень прочная, требующая приложения значительного усилия для получения фрагментов (сколов) материала образца.
Таким образом, экспериментально на модели ацетабулярной впадины была подтверждена возможность достижения равномерного покрытия материалом стенок внутреннего объема чаши эндопротеза тазобедренного сустава (выступавшей в качестве модели ацетабулярной впадины) путем импакции КПМ и последующей импрегнации полиметилметакрилата и установкой полиэтиленового вкладыша, что идентично тем действиям, которые были бы произведены в условиях in vivo при восполнении дефекта костной ткани методом импакционной костной пластики в ходе ревизионного эндопротезирования с использованием полиметилметакрилатного костного цемента.
Claims (1)
- Способ получения костно-пластического материала, включающий очистку кости, распилку на фрагменты, промывку водой, делипидизацию, депротеинизацию, измельчение костных фрагментов и соединение полученной костной массы при температуре 38-40°C с коллагенсодержащим раствором в виде раствора химически чистого желатина, приготовленного на консервирующем растворе с добавлением антибактериального препарата, и стерилизацию, отличающийся тем, что костные фрагменты измельчают до размера частиц 0,5-1,5 см, соединение костной массы с коллагенсодержащим раствором осуществляют путем равномерного перемешивания с 20-30%-ным раствором химически чистого желатина, после чего полученную костную массу соединяют с 30-35%-ным раствором химически чистого желатина, а затем костную массу формируют, подвергают лиофилизации и стерилизуют.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126698A RU2640932C2 (ru) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | Способ получения костно-пластического материала |
PCT/RU2016/000710 WO2018009091A1 (ru) | 2016-07-04 | 2016-10-18 | Способ получения костно-пластического материала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126698A RU2640932C2 (ru) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | Способ получения костно-пластического материала |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2640932C2 true RU2640932C2 (ru) | 2018-01-12 |
Family
ID=60913075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016126698A RU2640932C2 (ru) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | Способ получения костно-пластического материала |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2640932C2 (ru) |
WO (1) | WO2018009091A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112999422A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-22 | 潍坊奥精医学研究有限公司 | 一种骨修复材料的制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2104703C1 (ru) * | 1989-11-22 | 1998-02-20 | Ост-Девелоппман | Способ получения материала для остеопластики и полученный этим способом материал |
RU2232585C2 (ru) * | 2001-03-01 | 2004-07-20 | Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии | Способ приготовления биоактивного костно-пластического материала "депротекс" |
RU2518753C1 (ru) * | 2012-12-04 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Айкон Лаб ГмбХ" | Костнозамещающий материал |
RU2553368C1 (ru) * | 2014-05-19 | 2015-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ МАСТЕРСКИЕ" Федерального медико-биологического агентства | Способ замещения костной ткани |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020098222A1 (en) * | 1997-03-13 | 2002-07-25 | John F. Wironen | Bone paste |
-
2016
- 2016-07-04 RU RU2016126698A patent/RU2640932C2/ru active
- 2016-10-18 WO PCT/RU2016/000710 patent/WO2018009091A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2104703C1 (ru) * | 1989-11-22 | 1998-02-20 | Ост-Девелоппман | Способ получения материала для остеопластики и полученный этим способом материал |
RU2232585C2 (ru) * | 2001-03-01 | 2004-07-20 | Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии | Способ приготовления биоактивного костно-пластического материала "депротекс" |
RU2518753C1 (ru) * | 2012-12-04 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Айкон Лаб ГмбХ" | Костнозамещающий материал |
RU2553368C1 (ru) * | 2014-05-19 | 2015-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ МАСТЕРСКИЕ" Федерального медико-биологического агентства | Способ замещения костной ткани |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
THAKOON THITISET et all, Development of Collagen/Demineralized Bone Powder Scaffolds and Periosteum-Derived Cells for Bone Tissue Engineering Application, Article, International Journal of Molecular Sciences, Published: 21.01. 2013. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018009091A1 (ru) | 2018-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US12005158B2 (en) | Methods for preparation of a terminally sterilized hydrogel derived from extracellular matrix | |
RU2104703C1 (ru) | Способ получения материала для остеопластики и полученный этим способом материал | |
AU618357B2 (en) | Osteogenic devices | |
US7498040B2 (en) | Compositions for repair of defects in osseous tissues, and methods of making the same | |
US7498041B2 (en) | Composition for repair of defects in osseous tissues | |
KR102248576B1 (ko) | 세포 및 조직 성장을 촉진하기 위한 고체 기질 | |
TW201927277A (zh) | 乾燥植入組合物及可注射之水性植入調配物 | |
Zhou et al. | Repair of segmental defects with nano-hydroxyapatite/collagen/PLA composite combined with mesenchymal stem cells | |
Zou et al. | A comparative study of autogenous, allograft and artificial bone substitutes on bone regeneration and immunotoxicity in rat femur defect model | |
US20220040379A1 (en) | New use of stem cell generator in preparation of bone defect repair materials | |
Maglione et al. | In vivo evaluation of chitosan-glycerol gel scaffolds seeded with stem cells for full-thickness mandibular bone regeneration | |
Fan et al. | Improving the osteogenesis and degradability of biomimetic hybrid materials using a combination of bioglass and collagen I | |
RU2640932C2 (ru) | Способ получения костно-пластического материала | |
Viateau et al. | Animal models for bone tissue engineering purposes | |
CN101032631A (zh) | 异种骨移植材料的制备方法 | |
US11406734B2 (en) | Malleable demineralized bone composition and method of manufacture | |
RU86455U1 (ru) | Биоинженерная конструкция | |
Giardino et al. | A resorbable biomaterial shaped as a tubular chamber and containing stem cells: a pilot study on artificial bone regeneration | |
RU2534523C1 (ru) | Способ пластики вертлужной впадины при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава | |
US20160114078A1 (en) | Treatment of skeletal voids with implantable substrate hydrated with bone marrow concentrate | |
Viateau et al. | Experimental animal models for tissue-engineered bone regeneration | |
PL232501B1 (pl) | Sposób otrzymywania przeszczepu do regeneracji tkanki kostnej, zwłaszcza ludzkiej oraz przeszczep do regeneracji tkanki kostnej, zwłaszcza ludzkiej | |
RU93264U1 (ru) | Имплантат для остеопластики (варианты) | |
Kartiwa et al. | Operculum bone carp (cyprinus carprio sp.) scaffold is a new potential xenograft material: a preliminary study | |
Liu et al. | Repairing Rabbit Radius Bone Defects with Simvastatin Compound Biological Bone |