RU2809478C2 - Method of preventing decomposition and degeneration of tissue used in bioprosthesis - Google Patents
Method of preventing decomposition and degeneration of tissue used in bioprosthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2809478C2 RU2809478C2 RU2021129924A RU2021129924A RU2809478C2 RU 2809478 C2 RU2809478 C2 RU 2809478C2 RU 2021129924 A RU2021129924 A RU 2021129924A RU 2021129924 A RU2021129924 A RU 2021129924A RU 2809478 C2 RU2809478 C2 RU 2809478C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tissue
- solution
- fixed
- glutaraldehyde
- fabric
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 91
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 90
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims abstract description 52
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims abstract 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims description 184
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 109
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 98
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 60
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 49
- 210000003516 pericardium Anatomy 0.000 claims description 27
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 20
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 claims description 13
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 claims description 9
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 claims description 9
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 8
- 239000008215 water for injection Substances 0.000 claims description 6
- 230000007515 enzymatic degradation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000244 polyoxyethylene sorbitan monooleate Substances 0.000 claims description 5
- 229940068968 polysorbate 80 Drugs 0.000 claims description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000003709 heart valve Anatomy 0.000 description 23
- 230000002308 calcification Effects 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 14
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 14
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 14
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 13
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 13
- 125000002485 formyl group Chemical group [H]C(*)=O 0.000 description 10
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000000834 fixative Substances 0.000 description 7
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 Glutaraldehyde Formaldehyde Glutaraldehyde acetals Chemical class 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 4
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 4
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 3
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000035404 Autolysis Diseases 0.000 description 2
- 206010057248 Cell death Diseases 0.000 description 2
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000029797 Prion Human genes 0.000 description 2
- 108091000054 Prion Proteins 0.000 description 2
- 208000024777 Prion disease Diseases 0.000 description 2
- 208000018756 Variant Creutzfeldt-Jakob disease Diseases 0.000 description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 2
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 208000005881 bovine spongiform encephalopathy Diseases 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 208000010544 human prion disease Diseases 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 230000028043 self proteolysis Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Polymers OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNYAEWCLZODPBN-UHFFFAOYSA-N 2-(1,2-dihydroxyethyl)oxolane-3,4-diol Polymers OCC(O)C1OCC(O)C1O JNYAEWCLZODPBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCNJOIMMYWLFBA-UHFFFAOYSA-N 2-dodecoxy-2-oxoethanesulfonic acid;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOC(=O)CS(O)(=O)=O MCNJOIMMYWLFBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000005701 Calcium-Binding Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010045403 Calcium-Binding Proteins Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MNQZXJOMYWMBOU-VKHMYHEASA-N D-glyceraldehyde Chemical compound OC[C@@H](O)C=O MNQZXJOMYWMBOU-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- 102000016942 Elastin Human genes 0.000 description 1
- 108010014258 Elastin Proteins 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920002683 Glycosaminoglycan Polymers 0.000 description 1
- 208000032843 Hemorrhage Diseases 0.000 description 1
- NHEQPEHPLBNBBI-UHFFFAOYSA-N NC#N.N=C=N Chemical class NC#N.N=C=N NHEQPEHPLBNBBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 1
- 210000001765 aortic valve Anatomy 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 208000034158 bleeding Diseases 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000007975 buffered saline Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000001906 cholesterol absorption Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229920002549 elastin Polymers 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 210000003195 fascia Anatomy 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 description 1
- 125000004029 hydroxymethyl group Chemical group [H]OC([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 125000003588 lysine group Chemical group [H]N([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012875 nonionic emulsifier Substances 0.000 description 1
- OEIJHBUUFURJLI-UHFFFAOYSA-N octane-1,8-diol Chemical compound OCCCCCCCCO OEIJHBUUFURJLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYDLBVPAAFVANX-UHFFFAOYSA-N octylphenoxy polyethoxyethanol Chemical compound CC(C)(C)CC(C)(C)C1=CC=C(OCCOCCOCCOCCO)C=C1 UYDLBVPAAFVANX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004792 oxidative damage Effects 0.000 description 1
- 230000007310 pathophysiology Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 210000002151 serous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- JNYAEWCLZODPBN-CTQIIAAMSA-N sorbitan Polymers OCC(O)C1OCC(O)[C@@H]1O JNYAEWCLZODPBN-CTQIIAAMSA-N 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000008354 tissue degradation Effects 0.000 description 1
- 238000003777 tissue processing method Methods 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical group [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к способу предотвращения ферментативного разложения и дегенерации ткани бычьего перикарда, используемой в имплантируемом биопротезе, и к биопротезу, изготовленному таким образом. Способ, раскрытый в настоящем изобретении, полезен для изготовления интегрированного фиксированного биопротеза из бычьего перикарда.The present invention relates to a method for preventing enzymatic degradation and degeneration of bovine pericardial tissue used in an implantable bioprosthesis, and to a bioprosthesis produced thereby. The method disclosed in the present invention is useful for producing an integrated fixed bioprosthesis from bovine pericardium.
Уровень техникиState of the art
Целостность ткани жизненно важна для биопротезов, изготовленных из нее для применения в качестве имплантатов. Такие биопротезы могут представлять собой, в частности, сердечные клапаны, стентовые трансплантаты или любые иные биопротезы, например, хирургические заплаты и т.д. При нормальной температуре и влажности воздуха или использовании некоторых традиционных методов фиксации достижение целостности и стабильности ткани всегда является сложной задачей. В таких условиях нормальная ткань, обработанная ткань или любая другая обработанная ткань с течением времени растрескивается, меняет цвет, теряет механическую прочность, включая эластичность и характеристики, и т.д.The integrity of the tissue is vital for bioprostheses made from it for use as implants. Such bioprostheses may include, but are not limited to, heart valves, stent grafts, or any other bioprostheses such as surgical patches, etc. Under normal temperature and humidity conditions or using some traditional fixation methods, achieving tissue integrity and stability is always a challenge. Under such conditions, normal fabric, treated fabric or any other treated fabric will crack, change color, lose mechanical strength including elasticity and characteristics, etc. over time.
Практика замены или восстановления сердечного клапана с использованием материала биологического происхождения со временем потеряла свою привлекательность из-за различных проблем, связанных с биологическими материалами, в частности, кальцификации, долговечности, хранения устройства, а также низких эксплуатационных качеств по сравнению с механическими устройствами. Низкие эксплуатационные качества биопротеза обусловлены дегенерацией и кальцификацией ткани, причем патофизиология обеих причин остается неясной. Под кальцификацией понимают отложение соли фосфата кальция и сопутствующих минералов на поверхности ткани, причем в качестве ключевого материала для кальцификации известны фосфолипидные клеточные мембраны. Деградация тканей, приводящая к механическому разрушению сердечных клапанов, начинается с разрушения коллагеновых волокон в течение определенного периода времени, что приводит к концентрации напряжений в слабых местах биопротеза. Обнаружилось, что разрушение волокон, изменение ориентации, усталостные повреждения волокон и ухудшение видимых механических свойств коррелируют с потерей компонентов внеклеточного матрикса (ВКМ), в частности, выщелачиванием гликозаминогликанов и дегенерацией эластина. Также обнаружилось, что оксидативный стресс также может значительно влиять на дегенерацию структуры тканевого листка. Известно, что глутаровый альдегид (CHO(CH2)3CHO), используемый для сшивания тканей, также участвует кальцификации. В частности, свободные альдегидные группы и карбоновые кислоты, не образовавшие поперечных связей с коллагеном ткани, обладают цитотоксичностью и усиливают кальцификацию ткани.The practice of heart valve replacement or repair using biologic material has lost its appeal over time due to various problems associated with biologic materials, such as calcification, durability, device storage, and poor performance compared to mechanical devices. The poor performance of the bioprosthesis is due to tissue degeneration and calcification, and the pathophysiology of both causes remains unclear. Calcification refers to the deposition of calcium phosphate salt and associated minerals on the tissue surface, with phospholipid cell membranes known to be the key material for calcification. Tissue degradation leading to mechanical destruction of heart valves begins with the destruction of collagen fibers over a period of time, which leads to stress concentration in weak points of the bioprosthesis. Fiber failure, orientation changes, fiber fatigue damage, and deterioration of apparent mechanical properties have been found to correlate with loss of extracellular matrix (ECM) components, particularly glycosaminoglycan leaching and elastin degeneration. It was also found that oxidative stress can also significantly influence the degeneration of the tissue layer structure. Glutaraldehyde (CHO(CH 2 ) 3 CHO), used for tissue cross-linking, is known to also be involved in calcification. In particular, free aldehyde groups and carboxylic acids that have not formed cross-links with tissue collagen are cytotoxic and enhance tissue calcification.
В патентной заявке US 6878168 раскрыт способ уменьшения постимплантационной кальцификации материала биопротеза, содержащий следующие этапы:Patent application US 6878168 discloses a method for reducing post-implantation calcification of a bioprosthetic material, containing the following steps:
(а) нагрев раствора глутарового альдегида с pH в пределах 7,2-7,8 до первой температуры выше 20°C в течение первого периода времени, составляющего по меньшей мере один час, до снижения pH раствора глутарового альдегида до уровня 5-7; и(a) heating a glutaraldehyde solution with a pH in the range of 7.2-7.8 to a first temperature above 20°C for a first period of time of at least one hour until the pH of the glutaraldehyde solution decreases to a level of 5-7; And
(б) контакт некоторого количества биологической ткани, содержащей белок соединительной ткани, с раствором глутарового альдегида с пониженным pH в течение второго периода времени длительностью по меньшей мере один час.(b) contacting an amount of biological tissue containing connective tissue protein with a glutaraldehyde solution of reduced pH for a second period of time of at least one hour.
В патентной заявке US 7559953 раскрыт способ приготовления фиксированной биологической ткани, содержащий следующие этапы:Patent application US 7559953 discloses a method for preparing fixed biological tissue, comprising the following steps:
(а) забор по меньшей мере одного слоя биологической ткани, выбранной из группы, содержащей перикардиальную, перитонеальную и плевральную ткань, причем слой биологической ткани содержит внутреннюю оболочку из серозной мембраны и внешнюю оболочку из связанной фасции;(a) collecting at least one layer of biological tissue selected from the group consisting of pericardial, peritoneal and pleural tissue, wherein the biological tissue layer comprises an inner layer of serous membrane and an outer layer of associated fascia;
(б) придание биологической ткани формы, причем придание формы включает обрезку и придание формы забранному слою биологической ткани до нужного размера и конфигурации;(b) shaping the biological tissue, wherein shaping includes cutting and shaping the harvested layer of biological tissue to a desired size and configuration;
(в) по меньшей мере частичное сшивание биологической ткани путем контакта биологической ткани с раствором, содержащим по меньшей мере один сшивающий агент;(c) at least partially cross-linking the biological tissue by contacting the biological tissue with a solution containing at least one cross-linking agent;
(г) стерилизация биологической ткани путем контакта по меньшей мере частично сшитой биологической ткани с раствором, содержащим спирт; и(d) sterilizing the biological tissue by contacting the at least partially cross-linked biological tissue with a solution containing alcohol; And
(д) инактивация прионов в стерилизованной биологической ткани, при этом прионы в биологической ткани инактивируются путем контакта стерилизованной биологической ткани с основным раствором, имеющим молярную концентрацию примерно от 0,5 М до 4,0 М;(e) inactivating prions in the sterilized biological tissue, wherein the prions in the biological tissue are inactivated by contacting the sterilized biological tissue with a basic solution having a molar concentration of from about 0.5 M to 4.0 M;
причем этапы (а)-(д) выполняются последовательно.wherein steps (a)-(e) are performed sequentially.
В патентной заявке US 6322593 раскрыт способ обработки биологической ткани, в котором сшитую биологическую ткань, содержащую свободные альдегидные группы, подвергают реакции с подходящим нейтрализующим агентом для химической блокировки реакции альдегидных групп с клеточными белками. В результате получают сшитую биологическую ткань, по существу не содержащую реактивных альдегидных групп и вследствие этого отличающуюся пониженной токсичностью и улучшенной биосовместимостью.Patent application US 6,322,593 discloses a method of treating biological tissue in which cross-linked biological tissue containing free aldehyde groups is reacted with a suitable neutralizing agent to chemically block the reaction of the aldehyde groups with cellular proteins. The result is a cross-linked biological tissue that is substantially free of reactive aldehyde groups and therefore has reduced toxicity and improved biocompatibility.
Тем не менее, вышеуказанные решения не могут устранить проблему кальцификации и дегенерации тканей.However, the above solutions cannot eliminate the problem of tissue calcification and degeneration.
Протезы сердечных клапанов, используемые для замещения больных и нефункциональных клапанов сердца, применяются с середины 1960-х годов. По существу, они делятся на механические клапаны сердца (МКС) и биопротезные клапаны сердца (БПКС). МКС изготавливают из синтетических материалов (например, полимеров, металла и углерода), в то время как БПКС изготавливают из биологических тканей, которые крепятся на покрытый тканью металлический каркас. МКС более долговечны, но их способность к тромбообразованию и необходимость длительной антикоагулянтной терапии делают их непригодными для пациентов некоторых возрастных групп, особенно пожилых. В отличие от них, БПКС безопасны при имплантации, функционально схожи с естественным аортальным клапаном, не требуют длительной антикоагулянтной терапии и, следовательно, снижают риск кровотечений. Тем не менее, при обычных методах фиксации имеет место дегенерация внутренней структуры фиксированной ткани, в частности, коллагеновых волокон и других внеклеточных компонентов (ВКК). Дегенерация ткани происходит вследствие разрушения коллагеновых волокон. Нестабильность связей глутарового альдегида (CHO(CH2)3CHO) приводит к тому, что коллагеновые волокна медленно теряют структурную целостность. Таким образом, существует необходимость в совершенствовании способа обработки ткани и улучшении биопротеза, изготовленного из такой обработанной ткани.Prosthetic heart valves, used to replace diseased and dysfunctional heart valves, have been used since the mid-1960s. Essentially, they are divided into mechanical heart valves (MHVs) and bioprosthetic heart valves (BPHCs). MCSs are made from synthetic materials (e.g., polymers, metal, and carbon), while BPCSs are made from biological tissues that are attached to a fabric-covered metal frame. MCS are more durable, but their potential for thrombus formation and the need for long-term anticoagulant therapy make them unsuitable for patients in some age groups, especially the elderly. In contrast, BPVCs are safe to implant, are functionally similar to the natural aortic valve, do not require long-term anticoagulant therapy and, therefore, reduce the risk of bleeding. However, with conventional fixation methods, degeneration of the internal structure of the fixed tissue, particularly collagen fibers and other extracellular components (ECCs), occurs. Tissue degeneration occurs due to the destruction of collagen fibers. The instability of glutaraldehyde (CHO(CH 2 ) 3 CHO) bonds causes collagen fibers to slowly lose structural integrity. Thus, there is a need to improve the tissue processing method and improve the bioprosthesis made from such treated tissue.
В настоящем изобретении раскрыт способ изготовления интегрированной фиксированной ткани, отличающейся повышенной прочностью, стабильностью и сроком службы.The present invention discloses a method for producing an integrated fixed fabric having improved strength, stability and durability.
Основной задачей настоящего изобретения является получение не подверженной автолизу и интегрированной фиксированной бычьей ткани, используемой для изготовления биопротезов.The main objective of the present invention is to obtain non-autolysis and integrated fixed bovine tissue used for the manufacture of bioprostheses.
Другой задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления интегрированной фиксированной ткани в среде с низким содержанием кислорода и низкой концентрацией исходного раствора глутарового альдегида для сохранения базовых характеристик фиксированной ткани бычьего перикарда.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing integrated fixed tissue in a low oxygen environment and low concentration of glutaraldehyde feed solution to maintain the basic characteristics of fixed bovine pericardial tissue.
Следующей задачей настоящего изобретения является получение ткани бычьего перикарда, обработанной основными буферными растворами и многократно промытой во время химической обработки в среде с низким содержанием кислорода, что предотвращает ферментативное разложение фиксированной ткани.A further object of the present invention is to provide bovine pericardial tissue treated with basic buffer solutions and washed repeatedly during chemical treatment in a low oxygen environment, which prevents enzymatic degradation of the fixed tissue.
Следующей задачей настоящего изобретения является получение фиксированной ткани с незначительным содержанием карбоновых кислот на поверхности и сокращением участков кальцификации, что снижает кальцификацию фиксированной ткани перикарда.It is a further object of the present invention to provide fixed tissue with a low content of carboxylic acids on the surface and a reduction in areas of calcification, which reduces calcification of the fixed pericardial tissue.
Следующей задачей настоящего изобретения является получение фиксированной ткани, не подверженной автолизу, механически и химически стабильной и долговечной, что в конечном итоге повышает целостность биопротеза и, соответственно, срок его службы.The next objective of the present invention is to obtain fixed tissue that is not subject to autolysis, mechanically and chemically stable and durable, which ultimately increases the integrity of the bioprosthesis and, accordingly, its service life.
Следующей задачей изобретения является разработка способа лазерного разрезания тканевого листка, который разрезают в поперечном направлении, чтобы избежать разрыва и износа створок сердечного клапана.The next object of the invention is to develop a method for laser cutting of a tissue sheet, which is cut in the transverse direction in order to avoid rupture and wear of the heart valve leaflets.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Таким образом, настоящим изобретением предложен способ обработки для предотвращения ферментативного разложения и дегенерации ткани бычьего перикарда, используемой для изготовления биопротезов для имплантации, включающий следующие этапы: сбор и заготовка необработанной ткани бычьего перикарда; химическое сшивание промытой ткани для получения фиксированной ткани; лазерная резка указанной фиксированной ткани для получения тканевого листка; химическая обработка указанного тканевого листка с использованием AAS; химическая стерилизация и хранение фиксированной ткани бычьего перикарда для сохранения структурной целостности и характеристик; причем все вышеуказанные этапы выполняют в среде с низким содержанием кислорода и контролируемой температурой.Thus, the present invention provides a treatment method for preventing enzymatic degradation and degeneration of bovine pericardial tissue used for the manufacture of bioprostheses for implantation, comprising the following steps: collecting and harvesting raw bovine pericardial tissue; chemical cross-linking of washed tissue to produce fixed tissue; laser cutting said fixed fabric to produce a fabric sheet; chemically treating said fabric sheet using AAS; chemical sterilization and storage of fixed bovine pericardial tissue to maintain structural integrity and performance; and all the above steps are performed in a low-oxygen, temperature-controlled environment.
Предпочтительно, содержание кислорода в среде с низким содержанием кислорода составляет 5-15%. Более предпочтительно, содержание кислорода в среде с низким содержанием кислорода составляет 8-10%.Preferably, the oxygen content in the low oxygen environment is 5-15%. More preferably, the oxygen content in the low oxygen environment is 8-10%.
Указанная контролируемая температура составляет 18-20°C во время обработки и 8-10°C во время хранения.The specified controlled temperature is 18-20°C during processing and 8-10°C during storage.
Предпочтительно, указанное промывание охлажденным раствором хлорида натрия следует за каждым этапом химической и физической обработки до стерилизации и хранения. Промывание охлажденным раствором хлорида натрия осуществляют путем непрерывного распыления охлажденного раствора хлорида натрия в среде с низким содержанием кислорода и контролируемой температурой.Preferably, said wash with a chilled sodium chloride solution follows each chemical and physical processing step prior to sterilization and storage. Cooled sodium chloride solution rinsing is accomplished by continuously spraying a cooled sodium chloride solution in a low-oxygen, temperature-controlled environment.
Предпочтительно, химическое сшивание выполняют с использованием 0,625% забуференного раствора глутарового альдегида.Preferably, chemical crosslinking is performed using a 0.625% buffered glutaraldehyde solution.
Предпочтительно, химическое сшивание выполняют при непрерывной циркуляции глутарового альдегида со скоростью 0,8 л/мин.Preferably, chemical crosslinking is performed with continuous circulation of glutaraldehyde at a rate of 0.8 l/min.
Предпочтительно, этап сшивания выполняют в течение 35 минут.Preferably, the crosslinking step is performed within 35 minutes.
Предпочтительно указанное хранение фиксированной ткани перикарда осуществляют с использованием 0,625% забуференного раствора глутарового альдегида.Preferably, said storage of fixed pericardial tissue is carried out using a 0.625% buffered glutaraldehyde solution.
Изобретением также предложен способ изготовления биопротеза для имплантации, содержащий этапы сбора и заготовки необработанной ткани бычьего перикарда; химического сшивания промытой ткани для получения фиксированной ткани; лазерной резки указанной фиксированной ткани для получения тканевого листка; химической обработки указанного тканевого листка с использованием AAS; химической стерилизации и хранением фиксированной ткани бычьего перикарда для сохранения структурной целостности и характеристик, и изготовления биопротеза из такой фиксированной ткани во влажной среде с распылением раствора хлорида натрия; причем все вышеуказанные этапы выполняют в среде с низким содержанием кислорода и контролируемой температурой.The invention also proposes a method for manufacturing a bioprosthesis for implantation, containing the stages of collecting and preparing raw bovine pericardial tissue; chemically cross-linking the washed fabric to obtain a fixed fabric; laser cutting said fixed fabric to produce a fabric sheet; chemically treating said fabric sheet using AAS; chemically sterilizing and storing fixed bovine pericardial tissue to maintain structural integrity and characteristics, and fabricating a bioprosthesis from such fixed tissue in a humid environment with a spray of sodium chloride solution; and all the above steps are performed in a low-oxygen, temperature-controlled environment.
Изобретением также предложен биопротез для имплантации, изготовленный из ткани бычьего перикарда, обработанной вышеуказанным способом. Предпочтительно, биопротез представляет собой сердечный клапан, стентовый трансплантат или хирургическую заплату.The invention also provides a bioprosthesis for implantation made from bovine pericardial tissue processed in the above manner. Preferably, the bioprosthesis is a heart valve, stent graft, or surgical patch.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Фигура 1: устройство для непрерывного распыления охлажденного раствора хлорида натрия на перикард сердечного клапана во время сбора и заготовки.Figure 1: Device for continuously spraying a cooled sodium chloride solution onto the pericardium of a heart valve during harvesting and harvesting.
Фигура 2: вид в аксонометрии круглого фиксирующего лотка для удержания необработанной ткани во время процесса фиксации/сшивания, в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения.Figure 2: A perspective view of a circular fixation tray for holding raw tissue during the fixation/suturing process, in accordance with an exemplary embodiment of the invention.
Фигура 3: фиксирующий плоский фланец в сборе с непрерывной циркуляцией сшивающего раствора в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения.Figure 3: A retaining flat flange assembly with continuous circulation of crosslinking solution in accordance with an exemplary embodiment of the invention.
Фигура 4: вид в аксонометрии лотка для лазерной резки из нержавеющей стали в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения.Figure 4: A perspective view of a stainless steel laser cutting tray in accordance with an exemplary embodiment of the invention.
Фигура 5: вид лазерного луча, облучающего круговую фиксированную ткань на лотке из нержавеющей стали для лазерной резки тканевого листка, в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения.Figure 5: A view of a laser beam irradiating a circular fixed fabric on a stainless steel tray for laser cutting a fabric sheet, in accordance with an exemplary embodiment of the invention.
Фигура 6: гистограмма времени облучения фиксированной ткани во время обработки, в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения.Figure 6: Histogram of irradiation time of fixed tissue during treatment, in accordance with an exemplary embodiment of the invention.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Для решения проблемы, присущей предшествующему уровню техники, настоящим изобретением предложен способ изготовления интегрированной фиксированной ткани бычьего перикарда, отличающейся повышенной стабильностью, прочностью и сроком службы. Кроме того, изобретением предложен способ изготовления интегрированного фиксированного биопротеза из бычьего перикарда в условиях среды с низким содержанием кислорода, относящийся к области восстановления и реконструкции сердечно-сосудистой системы, в частности, замены и восстановления сердечного клапана и т.д.To solve the problem inherent in the prior art, the present invention provides a method for producing integrated fixed bovine pericardial tissue having improved stability, strength and durability. In addition, the invention proposes a method for manufacturing an integrated fixed bioprosthesis from bovine pericardium in a low-oxygen environment, related to the field of restoration and reconstruction of the cardiovascular system, in particular, replacement and reconstruction of the heart valve, etc.
Обнаружилось, что среда с низким содержанием кислорода помогает повысить химическую реактивность ткани относительно обрабатывающих химикатов и избежать гнилостных изменений путем удаления мертвых колоний, токсичных веществ и т.д.; кроме того, она предотвращает оксидативный стресс на фиксированной ткани и разложение химического исходного раствора.It has been found that a low oxygen environment helps to increase the chemical reactivity of the tissue to processing chemicals and avoid putrefactive changes by removing dead colonies, toxic substances, etc.; in addition, it prevents oxidative stress on the fixed tissue and the degradation of the chemical starting solution.
Способ, предложенный изобретением, включает этапы сбора и заготовки необработанной ткани перикарда в гигиенических условиях и среде с низким содержанием кислорода с непрерывным распылением раствора хлорида натрия, промывки основным соляным раствором, химической фиксации для получения стабильной сшитой ткани, предотвращающей ухудшение и разложение структуры, лазерной резки фиксированной ткани, альдегидной консервации для предотвращения ферментативного разложения, жидкостной химической стерилизации с использованием AAS и исходного раствора низкой концентрации.The method proposed by the invention includes the steps of collecting and harvesting raw pericardial tissue in a hygienic and low-oxygen environment with continuous spray of sodium chloride solution, washing with a basic saline solution, chemical fixation to obtain a stable cross-linked tissue that prevents deterioration and decomposition of the structure, laser cutting fixed tissue, aldehyde preservation to prevent enzymatic degradation, liquid chemical sterilization using AAS and low concentration stock solution.
Ниже раскрыты различные этапы процесса.The different stages of the process are explained below.
Сбор и заготовка необработанного перикарда:Collection and preparation of raw pericardium:
Необработанный бычий перикард, как правило, может быть собран и заготовлен на скотобойне, проверенной и одобренной FDA, с использованием соответствующей процедуры, раскрытой в ISO 13485 и ISO 22442-1, -2, -3.Raw bovine pericardium can generally be collected and prepared in an FDA-inspected and approved slaughterhouse using the appropriate procedures disclosed in ISO 13485 and ISO 22442-1, -2, -3.
В одном из вариантов осуществления необработанный бычий перикард получают с местной скотобойни, помещают в охлажденный фосфатно-солевой буфер (PBS, 0,1 М, pH 7,4) с температурой в диапазоне 2-8°C и немедленно транспортируют в лабораторию для дальнейшей обработки. Необработанные ткани промывают физиологическим раствором и освобождают от налипшего жира при температуре 18-20°C.In one embodiment, raw bovine pericardium is obtained from a local slaughterhouse, placed in refrigerated phosphate buffered saline (PBS, 0.1 M, pH 7.4) at a temperature in the range of 2-8°C and immediately transported to the laboratory for further processing . Untreated tissues are washed with saline and freed from adhering fat at a temperature of 18-20°C.
В другом варианте осуществления необработанные бычьи сердца с неповрежденным перикардом собирают на скотобойне, одобренной FDA, где история жизни и данные животного хранятся в соответствии со стандартами и регулятивными нормами. Необработанную ткань перикарда иссекают и извлекают из сердца путем выполнения разреза вдоль основания сердца, оставляя нетронутой остальную ткань. Необработанную ткань перикарда постоянной толщины транспортируют в лабораторию в забуференном физиологическом растворе для поддержания структурной целостности и электролитического баланса ткани. В лаборатории необработанную ткань промывают и очищают от внешнего жира и налипшего материала.In another embodiment, raw bovine hearts with intact pericardium are collected from an FDA-approved slaughterhouse where the animal's life history and data are maintained in accordance with standards and regulatory guidelines. Raw pericardial tissue is excised and removed from the heart by making an incision along the base of the heart, leaving the rest of the tissue intact. Raw pericardial tissue of constant thickness is transported to the laboratory in buffered saline to maintain the structural integrity and electrolytic balance of the tissue. In the laboratory, the raw tissue is washed and cleared of external fat and adhering material.
В предпочтительном варианте осуществления необработанный бычий перикард собирают со здорового крупного рогатого скота в возрасте не более 24 месяцев, не зараженного трансмиссивной губкообразной энцефалопатией / губкообразной энцефалопатией крупного рогатого скота. Данные и записи о состоянии здоровья отслеживаются и ведутся на скотобойне. Бычье сердеце немедленно переносят в камеру с низким содержанием кислорода, температуру в которой, предпочтительно, поддерживают на уровне 15-25°C, более предпочтительно, 18-20°C. Необработанную ткань обычно забирают хирургическим путем из сердца животного. Ее обрезают или разрезают по размеру и промывают деионизированной водой, основным соляным раствором, раствором натрия хлорида или другим подходящим промывочным раствором. Непрерывное распыление охлажденного раствора натрия хлорида поддерживают в процессе сбора и заготовки, чтобы избежать разложения и предотвратить гнилостные изменения живых клеток. Распыление охлажденного раствора хлорида натрия поддерживает электролитический баланс рН в течение этого периода и предотвращает гнилостные изменения в необработанный ткани.In a preferred embodiment, untreated bovine pericardium is collected from healthy cattle less than 24 months of age that are not infected with transmissible spongiform encephalopathy/bovine spongiform encephalopathy. Health data and records are tracked and maintained at the slaughterhouse. The bovine heart is immediately transferred to a low oxygen chamber, the temperature of which is preferably maintained at 15-25°C, more preferably 18-20°C. The raw tissue is usually surgically removed from the animal's heart. It is trimmed or cut to size and washed with deionized water, basic brine, sodium chloride solution, or other suitable washing solution. Continuous spraying of cooled sodium chloride solution is maintained during the collection and preparation process to avoid decomposition and prevent putrefactive changes in living cells. Spraying a cooled sodium chloride solution maintains the electrolytic pH balance during this period and prevents putrefactive changes in the untreated tissue.
На фигуре 1 изображено устройство (1), способное обеспечить непрерывное распыление охлажденного раствора хлорида натрия на ткани сердечного клапана или перикарда теплового клапана во время сбора и заготовки. Устройство содержит герметичный контейнер с резервуаром (3) для раствора хлорида натрия, непрерывно подающий раствор хлорида натрия на собранную ткань или перикард бычьего сердца (2), помещенную в подходящем положении на заданном расстоянии внутри устройства. В устройстве также предусмотрен вход (4) для подачи азота, анализатор (5) температуры, анализатор (6) кислорода и вентиляционная линия (7) для поддержания подходящей среды с низким содержанием кислорода.Figure 1 depicts a device (1) capable of continuously spraying a cooled sodium chloride solution onto heart valve or pericardial thermal valve tissue during collection and harvesting. The device contains a sealed container with a reservoir (3) for a sodium chloride solution that continuously supplies a sodium chloride solution to the collected tissue or bovine heart pericardium (2) placed at a suitable position at a predetermined distance within the device. The device also includes a nitrogen inlet (4), a temperature analyzer (5), an oxygen analyzer (6), and a vent line (7) to maintain a suitable low-oxygen environment.
Необработанный бычий перикард помещают в фосфатно-солевой буфер (PBS, 0,1 М, pH 7,4±0,2) и немедленно доставляют в лабораторию. Всю операцию, предпочтительно, проводят в течение 20-40 минут, более предпочтительно в течение 30 минут в среде с низким содержанием кислорода 5-15%, предпочтительно 8-10%. Содержание кислорода в окружающей среде измеряют обычным анализатором кислорода, который имеет диапазон измерения 0,1-25 об.% О2. Низкое содержание кислорода предотвращает оксидативный стресс живых клеток и сохраняет структурную целостность коллагеновых волокон. Собранную необработанную ткань промывают физиологическим раствором и освобождают от налипшего жира. Во время удаления налипшего жира и жирового материала поддерживают непрерывное распыление фосфатно-солевого буфера, после чего ткань хранят в охлажденном 0,9% растворе натрия хлорида при температуре 8-10°C до выполнения фиксации. Использование охлажденного раствора натрия хлорида снижает рост микроорганизмов за счет создания антагонистической среды для бактерий и других микроорганизмов. Благодаря низкой температуре раствора натрия хлорида жизненные циклы микробов замедляются, что позволяет избежать гнилостных изменений в живой ткани.Raw bovine pericardium is placed in phosphate-buffered saline (PBS, 0.1 M, pH 7.4 ± 0.2) and immediately transported to the laboratory. The entire operation is preferably carried out within 20-40 minutes, more preferably within 30 minutes in a low oxygen environment of 5-15%, preferably 8-10%. The oxygen content in the environment is measured by a conventional oxygen analyzer, which has a measurement range of 0.1-25 vol.% O 2 . Low oxygen content prevents oxidative stress of living cells and preserves the structural integrity of collagen fibers. The collected untreated tissue is washed with saline and freed from adhering fat. Continuous spraying of phosphate-buffered saline is maintained during removal of adhering fat and fatty material, after which the tissue is stored in a chilled 0.9% sodium chloride solution at 8-10°C until fixation is completed. The use of a cooled sodium chloride solution reduces the growth of microorganisms by creating an antagonistic environment for bacteria and other microorganisms. Due to the low temperature of the sodium chloride solution, the life cycles of microbes slow down, which avoids putrefactive changes in living tissue.
Процесс промывания:Washing process:
После удаления из ткани перикарда налипшего материала из жиров, кровеносных сосудов и сгустков крови ее многократно промывают основным соляным раствором для поддержания электролитического баланса и предотвращения повреждения живых клеток перед процессом сшивания. В одном варианте осуществления необработанную ткань трижды промывают основным соляным раствором, чтобы удалить следы налипшего материала.After the pericardial tissue has been cleared of adhering material from fats, blood vessels, and blood clots, it is washed repeatedly with a basic saline solution to maintain electrolyte balance and prevent damage to living cells before the suturing process. In one embodiment, the untreated fabric is washed three times with a basic saline solution to remove traces of adhering material.
В одном из вариантов осуществления необработанную ткань перикарда промывают охлажденным 0,9% раствором натрия хлорида путем помещения ткани в ванну из нержавеющей стали при комнатной температуре и относительной влажности 55%. Сначала в ванну из нержавеющей стали наливают охлажденный 0,9% раствор натрия хлорида и помещают туда бычий перикард, предварительно обрезанный и промытый при сборе материала. Затем необработанную ткань перикарда многократно промывают, пока не смоется весь мусор и оставшийся жировой материал. После процесса промывания в ванну из нержавеющей стали снова наливают свежий и охлажденный раствор натрия хлорида, после чего ткань промывают с обеих сторон.In one embodiment, untreated pericardial tissue is washed with chilled 0.9% sodium chloride solution by placing the tissue in a stainless steel bath at room temperature and 55% relative humidity. First, a cooled 0.9% sodium chloride solution is poured into a stainless steel bath and the bovine pericardium, previously trimmed and washed when collecting the material, is placed there. The raw pericardial tissue is then washed repeatedly until all debris and remaining fatty material are washed away. After the washing process, fresh and cooled sodium chloride solution is again poured into the stainless steel bath, after which the fabric is washed on both sides.
В предпочтительном варианте осуществления необработанный бычий перикард помещают в фосфатно-солевой буфер (PBS, 0,1 М, рН 7,4±0,2) при температуре 18-20°С. Затем ткань трижды промывают охлажденным 0,9% раствором натрия хлорида и освобождают от налипшего жира с целью полного удаления жировых отложений, помещая в ванну из нержавеющей стали перед обрезанием и разрезанием необработанной ткани. После удаления лишнего материала и промывания охлажденным 0,9% раствором натрия хлорида промытую ткань перикарда осматривают на предмет отверстий, поврежденной поверхности и толщины ткани.In a preferred embodiment, the untreated bovine pericardium is placed in phosphate buffered saline (PBS, 0.1 M, pH 7.4 ± 0.2) at a temperature of 18-20°C. The tissue is then washed three times with a chilled 0.9% sodium chloride solution and freed of adhering fat to ensure complete removal of fat deposits by placing in a stainless steel bath before trimming and cutting the raw tissue. After removing excess material and rinsing with cooled 0.9% sodium chloride solution, the washed pericardial tissue is inspected for holes, damaged surface, and tissue thickness.
Толщину промытой ткани измеряют обычным толщиномером. Эту ткань снова промывают физиологическим раствором, после чего сшивают или фиксируют глутаровым альдегидом. Промывание охлажденным 0,9% раствором натрия хлорида удаляет неприятный запах из живых клеток и обогащает электролитический баланс живых клеток ткани. Весь процесс промывания раствором натрия хлорида длится 05-15 минут, предпочтительно 09-12 минут.The thickness of the washed fabric is measured with a conventional thickness gauge. This tissue is again washed with saline and then cross-linked or fixed with glutaraldehyde. Rinsing with a chilled 0.9% sodium chloride solution removes unpleasant odors from living cells and enriches the electrolytic balance of living tissue cells. The entire process of washing with sodium chloride solution lasts 05-15 minutes, preferably 09-12 minutes.
Сшивание промытой бычьей ткани перикарда:Sewing washed bovine pericardial tissue:
Под фиксацией глутаровым альдегидом понимают процесс консервации тканей, используемый в производстве биопротезов сердечных клапанов. Сшивание выполняют с целью получения интегрированной, стабильной, прочной и биологически инертной фиксированной ткани, пригодной для медицинской имплантации. Коллаген, основной белок ткани, обеспечивает прочность и устойчивость к разрушающим нагрузкам в ткани и играет важнейшую роль в ее долговременной прочности.Glutaraldehyde fixation refers to a tissue preservation process used in the production of bioprosthetic heart valves. Stitching is performed to obtain an integrated, stable, durable and biologically inert fixed tissue suitable for medical implantation. Collagen, the main protein of tissue, provides strength and resistance to destructive stress in tissue and plays a critical role in its long-term strength.
Промытую бычью ткань обычно фиксируют водным раствором глутарового альдегида, поскольку глутаровый альдегид содержит двойные альдегидные группы и обладает наивысшей стабильностью сшивания с композитами коллагеновых волокон. Обработка глутаровым альдегидом изменяет свойства коллагена и делает ткань пригодной для организма человека. Обнаружилось, что процесс сшивания повышает стабильность и прочность фиксированной ткани перикарда, что делает ее пригодной для изготовления или производства биопротезов.Washed bovine tissue is usually fixed with an aqueous solution of glutaraldehyde, since glutaraldehyde contains double aldehyde groups and has the highest cross-linking stability with collagen fiber composites. Treatment with glutaraldehyde changes the properties of collagen and makes the tissue suitable for the human body. The cross-linking process was found to increase the stability and strength of fixed pericardial tissue, making it suitable for fabrication or production of bioprostheses.
Тем не менее, для фиксации промытого бычьего перикарда или любой другой биологической ткани можно использовать множество других сшивающих агентов/химических веществ (см. таблицу ниже), служащих фиксатором для получения нереактивной ткани;However, to fix washed bovine pericardium or any other biological tissue, a variety of other cross-linking agents/chemicals (see table below) can be used to serve as a fixative to obtain non-reactive tissue;
Таблица 1: Перечень сшивающих агентовTable 1: List of cross-linking agents
Формальдегид
Ацетали глутарового альдегида
Соединения на эпоксидной основе
Ацилазид
Пигментно-опосредованное фотоокисление
Цианамид
КарбодиимидыGlutaraldehyde
Formaldehyde
Glutaraldehyde acetals
Epoxy based connections
Acyl azide
Pigment-mediated photooxidation
Cyanamide
Carbodiimides
В одном из вариантов осуществления изобретения приготавливают свежий водный 0,625% раствор глутарового альдегида (CHO(CH2)3CHO), который затем фильтруют под вакуумом в среде с нормальным содержанием кислорода для удаления любых нежелательных частиц.In one embodiment, a fresh aqueous 0.625% solution of glutaraldehyde (CHO(CH 2 ) 3 CHO) is prepared, which is then vacuum filtered under normal oxygen to remove any unwanted particles.
На фигуре 2 изображен кусочек промытой ткани (2) перикарда, помещенный в лотке из нержавеющей стали (8) в фиксирующую рамку (9) с системой (10) фиксации.Figure 2 shows a piece of washed pericardial tissue (2) placed in a stainless steel tray (8) in a fixing frame (9) with a fixation system (10).
Как показано на фигуре 3, фиксацию осуществляют в плоском фланце (11), содержащем вход (4) для подачи азота, анализатор (5) температуры, анализатор (6) кислорода, вентиляционную линию (7) и циркуляционный насос (12).As shown in Figure 3, fixation is carried out in a flat flange (11) containing a nitrogen inlet (4), a temperature analyzer (5), an oxygen analyzer (6), a ventilation line (7) and a circulation pump (12).
Циркуляционный насос соединен с входом на одном фланце резервуара плоского фланца и с выходом раствора на другом конце. К другому фланцу присоединен газопровод медицинского азота (N2) для вытеснения воздуха и кислорода из резервуара плоского фланца, а анализатор кислорода (O2) и датчик температуры прикреплены к другим зондам. Благодаря вдуванию медицинского газообразного N2 в резервуар плоского фланца уровень кислорода поддерживается в пределах 5-15%, предпочтительно 8-10%, в течение всего процесса внутри камеры. Температура и процент содержания кислорода оказывают функциональное воздействие на промытую ткань и сшивающий раствор.The circulation pump is connected to the inlet at one flange of the flat flange tank and to the solution outlet at the other end. A medical nitrogen (N 2 ) gas line is attached to the other flange to displace air and oxygen from the flat flange reservoir, and an oxygen (O 2 ) analyzer and temperature sensor are attached to the other probes. By injecting medical N 2 gas into the flat flange reservoir, the oxygen level is maintained between 5-15%, preferably 8-10%, throughout the process inside the chamber. Temperature and percentage of oxygen have a functional effect on the washed fabric and cross-linking solution.
Примерно 5 литров раствора заливают в резервуар плоского фланца в среде с нормальным содержанием кислорода. Циркуляционный насос подключают к резервуару плоского фланца для надлежащей циркуляции сшивающего раствора, так как это повышает способность сшивания с промытой тканью и обеспечивает стабильное связывание белка ткани с фиксаторами. Циркуляция раствора также улучшает сцепление/контакт промытой ткани с верхней и нижней поверхностью. Кроме того, механизм циркуляции улучшает плавучесть промытого бычьего перикарда, который помещают в фиксатор и выдерживают при температуре 18-20°C в течение 30-50 минут. После этого его промывают 0,9% раствором натрия хлорида для удаления непрореагировавшего глутарового альдегида и далее выдерживают в 0,625% растворе глутарового альдегида в течение 06-10 дней при комнатной температуре. После сшивания полученная ткань приобретает золотисто-желтоватый цвет и толщину 0,32-0,48 мм. По желанию можно получить ткань другой толщины, например, 0,40-0,55 мм или 0,30-0,50 мм и т.д., используя тот же процесс.Approximately 5 liters of solution is poured into a flat flange tank in an environment with normal oxygen content. A circulation pump is connected to the flat flange reservoir for proper circulation of the cross-linking solution as this increases the cross-linking ability of the washed fabric and ensures stable binding of the tissue protein to the fixatives. Circulation of the solution also improves the adhesion/contact of the washed fabric to the top and bottom surfaces. In addition, the circulation mechanism improves the buoyancy of the washed bovine pericardium, which is placed in a fixative and maintained at a temperature of 18-20°C for 30-50 minutes. After this, it is washed with 0.9% sodium chloride solution to remove unreacted glutaraldehyde and then kept in 0.625% glutaraldehyde solution for 06-10 days at room temperature. After stitching, the resulting fabric acquires a golden-yellowish color and a thickness of 0.32-0.48 mm. If desired, other thicknesses of fabric can be obtained, for example 0.40-0.55 mm or 0.30-0.50 mm, etc., using the same process.
В предпочтительном варианте осуществления процесс сшивания использует нейтральное давление и непрерывную циркуляцию фиксаторов, т.е. глутарового альдегида в камере с низким содержанием кислорода, что помогает сохранить естественную эластичность коллагеновой матрицы и повышает стабильность сшивания молекул коллагена, присутствующих в промытой бычьей ткани. Глутаровый альдегид, используемый в процессе, является «чистым для анализа» реагентом с содержанием не менее 25%. Процесс сшивания позволяет глутаровому альдегиду образовывать стабильные сшивки с молекулой коллагена лизиновых цепей, что приводит к образованию прочных волокнистых тканевых структур с долгосрочными эксплуатационными свойствами, подходящими для применения в качестве биопротезов сердечных клапанов и перикардиальных заплат.In a preferred embodiment, the crosslinking process uses neutral pressure and continuous circulation of the fixatives, i.e. glutaraldehyde in a low-oxygen chamber, which helps maintain the natural elasticity of the collagen matrix and increases the cross-linking stability of collagen molecules present in washed bovine tissue. The glutaraldehyde used in the process is an "analytically pure" reagent with a content of at least 25%. The cross-linking process allows glutaraldehyde to form stable cross-links of lysine chains with the collagen molecule, resulting in the formation of durable fibrous tissue structures with long-term performance properties suitable for use as bioprosthetic heart valves and pericardial patches.
Сначала промытый бычий перикард помещают в ванну из нержавеющей стали, содержащую 0,9% физиологический раствор. Промытую ткань многократно, предпочтительно три раза по 03 минуты промывают раствором натрия хлорида при температуре 18-20°C и помещают в фиксирующую рамку. Промытый кусочек ткани помещают гладкой стороной вверх на дно приспособления, т.е. фиксирующей рамки. Преимущество размещения гладкой стороной вверх заключается в том, что это повышает способность к сшиванию, эффективность и прочность ткани. При фиксации в рамке промытая ткань должна быть плотной, чтобы вся поверхность была доступна для контакта с фиксирующими агентами / раствором. При необходимости излишки ткани можно обрезать. Все рамки с промытыми тканями помещают в резервуар плоского фланца для выполнения процесса сшивания.First, the washed bovine pericardium is placed in a stainless steel bath containing 0.9% saline. The washed fabric is washed repeatedly, preferably three times for 03 minutes, with sodium chloride solution at a temperature of 18-20°C and placed in a fixing frame. The washed piece of fabric is placed with the smooth side up on the bottom of the device, i.e. fixing frame. The benefit of placing smooth side up is that it increases the stitchability, efficiency and strength of the fabric. When fixing in a frame, the washed fabric must be tight so that the entire surface is available for contact with the fixing agents/solution. If necessary, excess fabric can be trimmed. All frames with washed fabrics are placed in the flat flange tank to perform the stitching process.
0,625% раствор глутарового альдегида в водной среде с водой для инъекций в качестве растворителя приготавливают, как показано в таблице 2, в чистом шкафу с низким содержанием кислорода, чтобы избежать загрязнения и разложения глутарового альдегида и сохранить его физико-химические характеристики. Шкаф с низким содержанием кислорода используют при приготовлении сшивающего раствора для того, чтобы сохранить химические свойства раствора глутарового альдегида путем поддержания температуры рабочей зоны на уровне 18-20°C и предотвратить загрязнение токсинами, способными повлиять на результат сшивания промытых тканей. Вода для инъекций повышает стабильность глутарового альдегида, снижает уровень его разложения и предотвращает нежелательный рост микроорганизмов. Для сшивания примерно 5 литров фильтрованного фиксирующего раствора заливают в резервуар плоского фланца и помещают в него 8-10 круглых рамок с промытыми тканями. Рамки можно оставить плавать в резервуаре плоского фланца. Сшивающий раствор продолжает циркулировать для более эффективного сшивания с промытой тканью бычьего перикарда. Расход поддерживают на уровне 0,5-2 л/мин, предпочтительно 1,3-2,2 л/мин, более предпочтительно 0,8-1 л/мин. Длительность погружения тканей составляет приблизительно 20-50 минут, предпочтительно 30-40 минут, более предпочтительно 35 минут. Температуру резервуара плоского фланца и окружающей среды поддерживают на уровне 15-25°C, предпочтительно 18-23°C, более предпочтительно 18-20°C. После этого сшитую ткань хранят в 0,625% водном забуференном растворе глутарового альдегида в от 5-6 до 10 дней, предпочтительно 7-9 дней, более предпочтительно 8 дней с целью повышения прочности и стабильности фиксированной ткани. Поддержание температуры фиксации увеличивает скорость диффузии фиксатора в ткань и ускоряет химическую реакцию между фиксатором и компонентами ткани, такими как белковые группы -NH2, обеспечивая, тем самым, «комплексную» и «долговечную» фиксацию ткани бычьего перикарда. Глутаровый альдегид реагирует с боковыми цепями белков с образованием реактивных гидрокси-метильных групп. Глутаровый альдегид также реагирует с некоторыми группами в ненасыщенных липидах.A 0.625% solution of glutaraldehyde in aqueous medium with water for injection as the solvent is prepared as shown in Table 2 in a clean, low-oxygen cabinet to avoid contamination and decomposition of glutaraldehyde and maintain its physicochemical characteristics. A low oxygen cabinet is used when preparing the cross-linking solution to preserve the chemical properties of the glutaraldehyde solution by maintaining the temperature of the work area at 18-20°C and to prevent contamination by toxins that could affect the cross-linking result of the washed fabrics. Water for injection increases the stability of glutaraldehyde, reduces its degradation and prevents unwanted growth of microorganisms. For stitching, approximately 5 liters of filtered fixing solution is poured into a flat flange reservoir and 8-10 round frames of washed tissue are placed in it. The frames can be left floating in the flat flange tank. The cross-linking solution continues to circulate for more efficient cross-linking with the washed bovine pericardial tissue. The flow rate is maintained at 0.5-2 l/min, preferably 1.3-2.2 l/min, more preferably 0.8-1 l/min. The duration of tissue immersion is approximately 20-50 minutes, preferably 30-40 minutes, more preferably 35 minutes. The temperature of the flat flange tank and the environment is maintained at 15-25°C, preferably 18-23°C, more preferably 18-20°C. The cross-linked tissue is then stored in a 0.625% aqueous buffered glutaraldehyde solution for 5-6 to 10 days, preferably 7-9 days, more preferably 8 days, to increase the strength and stability of the fixed tissue. Maintaining the fixation temperature increases the rate of diffusion of the fixative into the tissue and accelerates the chemical reaction between the fixative and tissue components such as -NH 2 protein groups, thereby providing "comprehensive" and "long-lasting" fixation of bovine pericardial tissue. Glutaraldehyde reacts with protein side chains to form reactive hydroxy-methyl groups. Glutaraldehyde also reacts with some groups in unsaturated lipids.
Реакция фиксации представлена на следующей схеме 1.The fixation reaction is presented in the following diagram 1.
Схема 1Scheme 1
После процесса химического сшивания фиксированную ткань помещают в свежеприготовленный 0,625% раствор глутарового альдегида в среде с низким содержанием кислорода до дальнейшего использования.After the chemical cross-linking process, the fixed tissue is placed in a freshly prepared 0.625% glutaraldehyde solution in a low-oxygen environment until further use.
Таблица 2: Объем для приготовления 1 литра 0,625% водного раствора глутарового альдегида.Table 2: Volume for preparing 1 liter of 0.625% aqueous solution of glutaraldehyde.
Лазерная резка фиксированной ткани:Laser cutting fixed fabric:
Систему лазерной резки используют для резки листка фиксированной ткани, используемой для изготовления сердечного клапана.A laser cutting system is used to cut a sheet of fixed tissue used to make a heart valve.
На фигуре 4 показан лоток для лазерной резки, в котором лоток (9') из нержавеющей стали предусмотрен для лазерной резки фиксированной ткани (2').Figure 4 shows a laser cutting tray in which a stainless steel tray (9') is provided for laser cutting of a fixed fabric (2').
В способе резки материала используют систему лазерной резки в среде с низким содержанием кислорода. Система лазерной резки управляется компьютером и содержит лазер с системой перемещения. Лазер точно разрезает ткань по заданному шаблону, определенному компьютером, который соответствует критериям, указанным в проекте створок сердечного клапана. Во время лазерной резки энергия лазера преобразуется в тепловую энергию, что позволяет получить створку определенной формы и разместить ее на рамке сердечного клапана для создания устройства.The method of cutting the material uses a laser cutting system in a low oxygen environment. The laser cutting system is computer controlled and contains a laser with a moving system. The laser precisely cuts the tissue in a computer-determined pattern that meets the criteria specified in the heart valve leaflet design. During laser cutting, laser energy is converted into thermal energy, which allows the leaflet to be shaped and placed on the heart valve frame to create the device.
Как показано на фигуре 4, фиксированную ткань перикарда помещают над пластиной для лазерной резки из нержавеющей стали, а источник лазерного луча (13), как показано на фигуре 5, применяют в среде с низким содержанием кислорода.As shown in Figure 4, the fixed pericardial tissue is placed over a stainless steel laser cutting plate, and the laser beam source (13) as shown in Figure 5 is applied in a low oxygen environment.
В процессе лазерной резки ткань располагают гладкой поверхностью вверх таким образом, чтобы она находилась в прямом контакте с лазерным лучом. Это предотвращает ожог фиксированной ткани и улучшает резку ткани от кромки до кромки, что обеспечивает точную резку листка фиксированной ткани и снижает риск тромбоза. После лазерной резки листки фиксированной ткани промывают основным соляным раствором / 0,9% охлажденным раствором натрия хлорида для удаления следов в среде с низким содержанием кислорода, т.е. при содержании кислорода 8-10% и температуре рабочей зоны 18-20°C. Повторный этап промывки вырезанной лазером ткани выполняют во избежание ненужного загрязнения. После промывки раствором натрия хлорида вырезанную лазером ткань трижды промывают 0,625% водным раствором глутарового альдегида, чтобы удалить следы ожога, присутствующие на краю вырезанной лазером ткани. Кроме того, промывание фиксирующим раствором уменьшает количество токсичных элементов, образующихся на этапе лазерной резки, и удаляет мертвые колонии или другие токсины и т.д. После промывки вырезанной лазером ткани листки снова погружают в 0,625% забуференный раствор глутарового альдегида в среде с низким содержанием кислорода до его дальнейшего использования, т.е. изготовления сердечного клапана. Хранение вырезанного лазером тканевого листка в том же растворе приведет к изменению основных характеристик и свойств ткани. Толщина вырезанных лазером листков бычьего перикарда составляет от 0,32 до 0,48 мм, и эти листки используются для изготовления сердечных клапанов и хирургической реконструкции и восстановления сосудов.During the laser cutting process, the fabric is positioned with the smooth surface facing up so that it is in direct contact with the laser beam. This prevents burning of the fixed tissue and improves tissue cutting from edge to edge, which ensures precise cutting of the fixed tissue sheet and reduces the risk of thrombosis. After laser cutting, the fixed tissue sheets are washed with basic saline/0.9% chilled sodium chloride solution to remove marks in a low oxygen environment, i.e. at an oxygen content of 8-10% and a working area temperature of 18-20°C. A repeated washing step of the laser-cut fabric is performed to avoid unnecessary contamination. After rinsing with sodium chloride solution, the laser-cut fabric is washed three times with 0.625% aqueous glutaraldehyde solution to remove burn marks present on the edge of the laser-cut fabric. In addition, rinsing with a fixing solution reduces the amount of toxic elements generated during the laser cutting step and removes dead colonies or other toxins, etc. After washing the laser-cut fabric, the sheets are again immersed in a 0.625% buffered glutaraldehyde solution in a low-oxygen environment until further use, i.e. making a heart valve. Storing a laser-cut fabric sheet in the same solution will change the basic characteristics and properties of the fabric. Laser-cut bovine pericardium sheets range in thickness from 0.32 to 0.48 mm, and these sheets are used for the manufacture of heart valves and surgical reconstruction and vascular repair.
Таблица 3: Параметры лазерной резкиTable 3: Laser cutting parameters
Хранение вырезанной лазером ткани:Storing laser-cut fabric:
Вырезанный лазером бычий перикард хранят в 0,625% глутаровом альдегиде для поддержания влажности и в среде с низким содержанием кислорода при содержании кислорода 5-15%, предпочтительно 8-10%, и температуре 8-10°C. В предпочтительном варианте осуществления изобретения вырезанный лазером бычий перикард помещают при температуре 8-10°C в вакуумированную герметичную банку с 80 мл 0,625% раствора глутарового альдегида для хранения в среде с низким содержанием кислорода до дальнейшего использования.Laser excised bovine pericardium is stored in 0.625% glutaraldehyde to maintain humidity and in a low oxygen environment at 5-15% oxygen, preferably 8-10%, and 8-10°C. In a preferred embodiment, the laser-cut bovine pericardium is placed at 8-10°C in a vacuum sealed jar with 80 ml of 0.625% glutaraldehyde solution for storage in a low oxygen environment until further use.
Обработка вырезанных лазером листков ткани с использованием AAS:Processing laser cut fabric sheets using AAS:
Фосфолипиды биологической ткани могут служить субстратом для кальцификации, сокращающей срок службы ткани, поэтому для удаления этих кальцифицируемых материалов применяют различные спиртовые растворы в сочетании с альдегидом и поверхностно-активным веществом. В предпочтительном варианте осуществления для извлечения фосфолипидов используют этанол в сочетании с альдегидом, т.е. формальдегидом, и поверхностно-активным веществом, например, Tween-80.Phospholipids in biological tissue can serve as a substrate for calcification, shortening the life of the tissue, so various alcohol solutions in combination with an aldehyde and a surfactant are used to remove these calcified materials. In a preferred embodiment, ethanol is used in combination with an aldehyde to extract phospholipids, i.e. formaldehyde, and a surfactant such as Tween-80.
В некоторых вариантах осуществления другие низкомолекулярные спирты, такие как метанол и изопропанол, также добавляют для эффективного уменьшения кальцификации вырезанных лазером листков ткани, в результате чего повышается стабильность, целостность и эффективность биопротеза. Фосфор, присутствующий внутри фосфолипидов, является потенциальным местом связывания кальция для извлечения фосфолипидов, что уменьшает кальцификацию in-vivo после имплантации. Это связано с тем, что AAS содержит спирты, структура которых схожа с фосфолипидами, и, таким образом, выполняет извлечение из вырезанных лазером тканевых листков. Спирты с более длинными цепочками имеют структуру, более схожую со структурой фосфолипидов, и, как известно, замещают молекулы фосфолипидов, тем самым более эффективно удаляя молекулы фосфолипидов. Удаление фосфолипидов и липидов также снижает поглощение холестерина из организма, что позволяет избежать кальцификации, являющейся основным недостатком биологических тканей. Использование AAS противодействует кальцификации и снижает бионагрузку, увеличивая срок службы биопротеза.In some embodiments, other low molecular weight alcohols, such as methanol and isopropanol, are also added to effectively reduce calcification of the laser-cut tissue sheets, thereby increasing the stability, integrity and effectiveness of the bioprosthesis. Phosphorus present within phospholipids is a potential calcium binding site for phospholipid extraction, which reduces in-vivo calcification after implantation. This is because AAS contains alcohols whose structure is similar to phospholipids and thus performs extraction from laser-cut tissue sheets. Longer chain alcohols have a structure more similar to that of phospholipids and are known to displace phospholipid molecules, thereby removing phospholipid molecules more effectively. Removing phospholipids and lipids also reduces the absorption of cholesterol from the body, thereby avoiding calcification, which is a major defect in biological tissues. The use of AAS counteracts calcification and reduces bioburden, increasing the service life of the bioprosthesis.
i. Роль формальдегида: i. The role of formaldehyde:
Формальдегид - материал из категории сшивающих агентов с одной альдегидной группой. Он также обладает стерилизующими свойствами, поэтому действует как стерилизатор.Formaldehyde is a material from the category of cross-linking agents with one aldehyde group. It also has sterilizing properties, so it acts as a sterilizer.
В некоторых вариантах осуществления сшивающий агент не ограничивается формальдегидом или глутаровым альдегидом и может быть выбран из различных категорий, таких как карбодиимиды, эпоксиды и другие комбинации с альдегидами, например, глицеральдегид и т.д.In some embodiments, the crosslinking agent is not limited to formaldehyde or glutaraldehyde and may be selected from various categories such as carbodiimides, epoxides, and other combinations with aldehydes, such as glyceraldehyde, etc.
ii. Роль этанола: ii. The role of ethanol:
Обработку тканей органическими растворителями (этанолом, октанолом и октандиолом) применяют для удаления остаточных фосфолипидов, служащих связывающим субстратом для кальция.Treatment of tissues with organic solvents (ethanol, octanol and octanediol) is used to remove residual phospholipids, which serve as a binding substrate for calcium.
iii. Роль полисорбата-80: iii. The role of polysorbate-80:
Полисорбат 80 / Tween-80 представляет собой неионное поверхностно-активное вещество и эмульгатор, полученный из полиэтоксилированного сорбитана и олеиновой кислоты. Поверхностно-активное вещество характеризуется склонностью к адсорбции на поверхностях и границах раздела. Tween-80 также удаляет кислотный тип фосфолипидов из ткани, который непосредственно связан со сроком службы ткани.Polysorbate 80/Tween-80 is a nonionic surfactant and emulsifier derived from polyethoxylated sorbitan and oleic acid. A surfactant is characterized by its tendency to adsorb on surfaces and interfaces. Tween-80 also removes the acidic type of phospholipids from fabric, which is directly related to fabric lifespan.
В другом варианте осуществления поверхностно-активное вещество может быть выбрано из категории анионных или неионных поверхностно-активных веществ или их смесей. Примерами анионных поверхностно-активных веществ являются додецилсульфат натрия и додецилсульфоацетат натрия, а примерами неионных поверхностно-активных веществ являются октилфенокси-полиэтоксиэтанол, полиоксиэтилен, tween-80 или tween-60.In another embodiment, the surfactant may be selected from the category of anionic or nonionic surfactants or mixtures thereof. Examples of anionic surfactants are sodium dodecyl sulfate and sodium dodecyl sulfoacetate, and examples of non-ionic surfactants are octylphenoxy-polyethoxyethanol, polyoxyethylene, tween-80 or tween-60.
Таблица 4: Объемы для раствора AASTable 4: Volumes for AAS solution
Вырезанные лазером тканевые листки погружают в раствор AAS на 1-20 часов в среде с низким содержанием кислорода, причем содержание кислорода поддерживают на уровне 5-15%, предпочтительно 8-10%, внутри полипропиленовой банки. В течение этого времени погружения температуру раствора AAS поддерживают на уровне 25-45°C. Повышение температуры усиливает химическую реакцию, способствуя удалению фосфолипидов, склонных к кальцификации.The laser cut fabric sheets are immersed in AAS solution for 1-20 hours in a low oxygen environment, with the oxygen content maintained at 5-15%, preferably 8-10%, inside a polypropylene jar. During this immersion time, the temperature of the AAS solution is maintained at 25-45°C. Increasing the temperature enhances the chemical reaction, promoting the removal of phospholipids that are prone to calcification.
В предпочтительных вариантах осуществления раствор AAS приготавливают в среде с низким содержанием кислорода; после этого вырезанные лазером тканевые листки обрабатывают для уменьшения бионагрузки, то есть подвергают обработке AAS. Вырезанную лазером ткань помещают в вакуумированную герметичную банку, содержащую приблизительно 50-90 мл раствора AAS, более предпочтительно 75-85 мл, и устанавливают в перемешивающее устройство для обеспечения плавного движения жидкости. Эту банку ставят в перемешивающее устройство при температуре 25-45°C, более предпочтительно 37-40°C, и плавно перемешивают жидкость в течение 3-6 часов. Благодаря плавному встряхиванию процесс снижения бионагрузки обычно завершается за короткий промежуток времени. Обработанную AAS (фиксированную) ткань промывают деионизированной водой, раствором натрия хлорида или фосфатно-солевым буфером, после чего хранят в 0,625% растворе глутарового альдегида в среде с низким содержанием кислорода для сохранения структурной целостности и свойств фиксированной ткани бычьего перикарда.In preferred embodiments, the AAS solution is prepared in a low oxygen environment; The laser-cut tissue sheets are then treated to reduce bioburden, i.e. AAS treated. The laser-cut tissue is placed in an evacuated sealed jar containing approximately 50-90 ml of AAS solution, more preferably 75-85 ml, and placed in a stirring device to ensure smooth movement of the liquid. This jar is placed in a mixing device at a temperature of 25-45°C, more preferably 37-40°C, and the liquid is smoothly mixed for 3-6 hours. Thanks to gentle shaking, the bioburden reduction process is usually completed in a short period of time. AAS-treated (fixed) tissue is washed with deionized water, sodium chloride, or phosphate-buffered saline and then stored in 0.625% glutaraldehyde in a low-oxygen environment to maintain the structural integrity and properties of the fixed bovine pericardial tissue.
Фиксированную ткань в дальнейшем используют для изготовления сердечного клапана в условиях контролируемой окружающей среды, т.е. в условиях ламинарного потока воздуха. Во время изготовления сердечного клапана фиксированную ткань необходимо постоянно поддерживать во влажном состоянии, для чего ее регулярно опрыскивают раствором натрия хлорида, который поддерживает ткань во влажном состоянии в процессе изготовления. Затем сердечный клапан или биопротез стерилизуют методом жидкостной химической стерилизации. Время выдержки от забора ткани до процесса фиксации при температуре 18-20°C показано на рисунке 6. Выдержка в среде с низким содержанием кислорода предотвращает ухудшение морфологических и химических свойств ткани, тем самым повышая целостность фиксированной ткани бычьего перикарда / биопротеза. Затем стерилизованный биопротез упаковывают и хранят в среде с низким содержанием кислорода для повышения стабильности биопротеза.The fixed tissue is then used to fabricate a heart valve in a controlled environment, i.e. under conditions of laminar air flow. During the manufacture of a heart valve, the fixed tissue must be kept moist at all times by regularly spraying it with a sodium chloride solution, which keeps the tissue moist during the manufacturing process. The heart valve or bioprosthesis is then sterilized using liquid chemical sterilization. The holding time from tissue collection to the fixation process at 18-20°C is shown in Figure 6. Holding in a low oxygen environment prevents deterioration of the morphological and chemical properties of the tissue, thereby increasing the integrity of the fixed bovine pericardial tissue/bioprosthesis. The sterilized bioprosthesis is then packaged and stored in a low oxygen environment to enhance the stability of the bioprosthesis.
Рабочий пример 1Working example 1
Свежие бычьи сердца с неповрежденным перикардом собрали на одобренной FDA скотобойне, которая хранит историю жизни и данные о животном в соответствии со стандартами и регулятивными нормами, т.е. ISO 13485 и ISO 22442. Свежую ткань перикарда иссекли и извлекли из сердца путем разреза вдоль основания сердца, оставив прочую ткань неповрежденной. Необработанную ткань перикарда постоянной толщины доставили в лабораторию в забуференном растворе натрия хлорида. В лаборатории свежую ткань промыли и очистили от внешнего жира и налипшего материала.Fresh bovine hearts with intact pericardium were collected from an FDA-approved slaughterhouse that maintains life history and animal data in accordance with standards and regulatory guidelines, i.e. ISO 13485 and ISO 22442. Fresh pericardial tissue was dissected and removed from the heart by making an incision along the base of the heart, leaving other tissue intact. Raw pericardial tissue of constant thickness was transported to the laboratory in buffered sodium chloride solution. In the laboratory, the fresh tissue was washed and cleared of external oil and adhering material.
Собранную ткань перикарда промыли охлажденным 0,9% раствором натрия хлорида, поместив ткань в ванну из нержавеющей стали при комнатной температуре и в среде с нормальным содержанием кислорода с влажностью 55%. Сначала в ванну из нержавеющей стали налили 100 мл охлажденного 0,9% раствора натрия хлорида и поместили в него бычий перикард, предварительно обрезанный и промытый при сборе материала. Затем ткань перикарда несколько раз промыли до смывания всего мусора и остатков жировой ткани. После многократного промывания свежий охлажденный раствор натрия хлорида объемом 500 мл снова залили в ванну из нержавеющей стали, после чего ткань промыли с обеих сторон и передали на сшивание.The collected pericardial tissue was washed with chilled 0.9% sodium chloride solution by placing the tissue in a stainless steel bath at room temperature and in a normal oxygen environment with 55% humidity. First, 100 ml of chilled 0.9% sodium chloride solution was poured into a stainless steel bath and bovine pericardium, previously trimmed and washed when collecting the material, was placed in it. The pericardial tissue was then rinsed several times until all debris and remaining fatty tissue was washed away. After repeated washings, fresh cooled 500 ml sodium chloride solution was poured back into the stainless steel bath, after which the fabric was washed on both sides and sent for stitching.
5 литров водного 0,625% раствора глутарового альдегида (CHO(CH2)3CHO) согласно таблице 5 приготовили и отфильтровали под вакуумом в среде с нормальным содержанием кислорода для удаления любого нежелательного мусора. 10 кусочков промытой ткани перикарда поместили в фиксирующую рамку. Фиксирующий раствор налили в фиксирующую ванну и поместили в нее 10 кусочков перикарда. Циркуляционный насос подключили к резервуару плоского фланца для надлежащей циркуляции сшивающего раствора. Расход поддерживали на уровне 1,3-2,2 л/мин. Время погружения ткани установили равным 35 минутам при температуре 18-20°C в среде с нормальным содержанием кислорода. После этого сшитую ткань выдерживали в 0,625% водном забуференном растворе глутарового альдегида в течение 8 дней. Далее ее разрезали лазером на листки и подвергли обработке AAS для снижения бионагрузки.5 liters of an aqueous 0.625% solution of glutaraldehyde (CHO(CH 2 ) 3 CHO) according to Table 5 was prepared and vacuum filtered under normal oxygen to remove any unwanted debris. 10 pieces of washed pericardial tissue were placed in a fixation frame. The fixing solution was poured into the fixing bath and 10 pieces of pericardium were placed in it. A circulation pump was connected to the flat flange reservoir for proper circulation of the crosslinking solution. The flow rate was maintained at 1.3-2.2 l/min. The tissue immersion time was set to 35 minutes at a temperature of 18-20°C in an environment with normal oxygen content. After this, the cross-linked tissue was kept in a 0.625% aqueous buffered glutaraldehyde solution for 8 days. It was then laser cut into sheets and treated with AAS to reduce bioburden.
Таблица 5: Объем для приготовления 5 литров 0,625% водного раствора глутарового альдегидаTable 5: Volume for preparing 5 liters of 0.625% aqueous glutaraldehyde solution
Сшитую ткань дополнительно обработали для этапа уменьшения бионагрузки с целью удаления нежелательного мусора, мертвых колоний, токсинов и поглощающих холестерин экстрактов, что уменьшает кальцификацию и повышает целостность и срок службы фиксированной ткани перикарда. Раствор AAS приготавливают в сухом шкафу в среде с нормальным содержанием кислорода. Сшитую ткань помещают в вакуумированную герметичную банку, содержащую приблизительно 50-90 мл раствора AAS, предпочтительно 80 мл, и устанавливают в перемешивающее устройство для плавного перемешивания жидкости. Эту банку ставят в перемешивающее устройство и плавно перемешивают жидкость в течение 3 часов при температуре 37-40°C. По завершении обработки AAS (фиксированную) ткань промывают деионизированной водой или раствором натрия хлорида или фосфатно-солевым буфером и хранят в 0,625% растворе глутарового альдегида.The crosslinked tissue was further processed for a bioburden reduction step to remove unwanted debris, dead colonies, toxins, and cholesterol scavenging extracts, thereby reducing calcification and increasing the integrity and longevity of the fixed pericardial tissue. The AAS solution is prepared in a dry cabinet in an environment with normal oxygen content. The stitched fabric is placed in a vacuum sealed jar containing approximately 50-90 ml of AAS solution, preferably 80 ml, and placed in a stirring device to smoothly mix the liquid. This jar is placed in a mixing device and the liquid is smoothly stirred for 3 hours at a temperature of 37-40°C. Upon completion of AAS (fixed) treatment, the tissue is washed with deionized water or sodium chloride solution or phosphate-buffered saline and stored in 0.625% glutaraldehyde solution.
После этого полученную ткань хранили в свежеприготовленном 0,625% растворе глутарового альдегида при различных температурных условиях следующим образом:The resulting tissue was then stored in freshly prepared 0.625% glutaraldehyde solution under various temperature conditions as follows:
1. Фиксированные ткани хранили в 0,625% растворе глутарового альдегида при температуре 25-30°C в среде с низким содержанием кислорода.1. Fixed tissues were stored in 0.625% glutaraldehyde solution at a temperature of 25-30°C in a low oxygen environment.
2. Фиксированные ткани хранили в 0,625% растворе глутарового альдегида при температуре 25-30°C в среде с нормальным содержанием кислорода.2. Fixed tissues were stored in a 0.625% glutaraldehyde solution at a temperature of 25-30°C in an environment with normal oxygen content.
3. Фиксированные ткани хранили в 0,625% растворе глутарового альдегида при температуре 8-10°C в среде с низким содержанием кислорода.3. Fixed tissues were stored in 0.625% glutaraldehyde solution at a temperature of 8-10°C in a low oxygen environment.
4. Фиксированные ткани хранили в 0,625% растворе глутарового альдегида при температуре 8-10°C в среде с нормальным содержанием кислорода.4. Fixed tissues were stored in a 0.625% glutaraldehyde solution at a temperature of 8-10°C in an environment with normal oxygen content.
Фиксированные ткани периодически проверяли на механическую прочность (прочность ткани на разрыв) с периодичностью: начальная, 03 месяца, 06 месяцев, 09 месяцев и 12 месяцев. Результаты представлены в таблице 6 ниже.The fixed tissues were periodically tested for mechanical strength (tissue tensile strength) at baseline, 03 months, 06 months, 09 months and 12 months. The results are presented in Table 6 below.
Таблица 6Table 6
Согласно приведенным выше данным, был сделан вывод, что фиксированные ткани, хранящиеся при температуре 8-10°C в среде с низким содержанием кислорода, обладают лучшей стабильностью, целостностью и долговечностью.Based on the above data, it was concluded that fixed tissues stored at 8-10°C in a low oxygen environment have better stability, integrity and durability.
Рабочий пример 2Working example 2
Свежий бычий перикард собрали от животного в возрасте менее 24 месяцев, не зараженного трансмиссивной губкообразной энцефалопатией / губкообразной энцефалопатией крупного рогатого скота, на одобренной FDA скотобойне. Перикард иссекли в соответствии со стандартами ISO, т.е. ISO 22442, и отделили от сердца при непрерывном распылении 0,9% охлажденного раствора натрия хлорида. Свежую ткань перикарда постоянной толщины доставили в лабораторию в охлажденном растворе натрия хлорида для поддержания электролитического баланса в живых клетках и предотвращения гнилостных изменений в ткани. Затем необработанную ткань промыли, удалили наружный жир, кровеносные сосуды и другие налипшие материалы в лаборатории в шкафу в среде с низким содержанием кислорода при непрерывном распылении охлажденного раствора натрия хлорида на ткань. Полученную поверхность ткани проверили на предмет отверстий, трещин и других загрязнений. После этого одобренную качественную необработанную ткань перикарда поместили в среду с низким содержанием кислорода для предотвращения окислительного повреждения ткани и передали в лабораторию для сшивания.Fresh bovine pericardium was collected from an animal less than 24 months old and free of transmissible spongiform encephalopathy/bovine spongiform encephalopathy from an FDA-approved slaughterhouse. The pericardium was excised according to ISO standards, i.e. ISO 22442, and separated from the heart by continuous spraying of 0.9% cooled sodium chloride solution. Fresh pericardial tissue of constant thickness was delivered to the laboratory in a chilled sodium chloride solution to maintain electrolytic balance in living cells and prevent putrefactive changes in the tissue. The untreated tissue was then washed, removing external fat, blood vessels, and other adhering materials in a cabinet laboratory in a low-oxygen environment while continuously spraying a cooled sodium chloride solution onto the tissue. The resulting fabric surface was checked for holes, cracks and other contaminants. The approved quality untreated pericardial tissue was then placed in a low-oxygen environment to prevent oxidative damage to the tissue and submitted to the laboratory for stitching.
Резервуар плоского фланца в сборе со средой с низким содержанием кислорода и датчиком температуры использовали для улучшения процесса сшивания с целью повышения способности к фиксации и компетентности ткани. Внутри резервуара плоского фланца поддерживали низкое содержание кислорода, т.е. содержание кислорода в окружающей среде 8-10%, а рабочую температуру поддерживали на уровне 18-20°C. Камера с низким содержанием кислорода способствует сохранению естественной эластичности коллагеновой матрицы и повышает стабильность сшивок молекул коллагена. 5 литров водного 0,625% раствора глутарового альдегида (CHO(CH2)3CHO) приготовили в шкафу с низким содержанием кислорода для предотвращения разложения и окисления раствора глутарового альдегида, после чего отфильтровали под вакуумом для удаления любых нежелательных частиц. 10 кусочков ткани перикарда поместили в фиксирующую рамку для удержания ткани в растягивающейся рамке. Фиксирующий раствор налили в резервуар плоского фланца и поместили в него 10 кусочков перикарда. После этого резервуар плоского фланца подключили к насосу для циркуляции сшивающего раствора, а также к анализатору O2 и датчику температуры. Расход поддерживали на уровне 1,3-2,2 л/мин. Время погружения ткани установили равным 35 минутам при температуре 18-20°C. После этого сшитую ткань выдерживали в 0,625% водном забуференном растворе глутарового альдегида в течение 08 дней в среде с низким содержанием кислорода. Сшитую ткань дополнительно обработали на этапе снижения бионагрузки для удаления нежелательного мусора, мертвых колоний, токсинов и экстрактов фосфолипидов, а также снижения поглощения холестерина, что позволяет снизить кальцификацию и повысить целостность фиксированной ткани перикарда. Ткань поместили в вакуумированную герметичную банку, содержащую приблизительно 50-90 мл раствора AAS, предпочтительно 80 мл, которую поставили в перемешивающее устройство для плавного перемешивания жидкости. Эту банку поставили в перемешивающее устройство для плавного перемешивания жидкости в течение 03 часов при температуре 37-40°C. После обработки AAS (фиксированную) ткань промыли деионизированной водой или раствором натрия хлорида или фосфатно-солевым буфером и хранили в 0,625% растворе глутарового альдегида при различных условиях (см. ниже).A flat flange reservoir assembly with low oxygen media and temperature sensor was used to improve the stitching process to improve fixability and tissue competence. The oxygen content inside the flat flange tank was kept low, i.e. the oxygen content in the environment was 8-10%, and the operating temperature was maintained at 18-20°C. The low-oxygen chamber helps maintain the natural elasticity of the collagen matrix and increases the stability of cross-links of collagen molecules. 5 liters of an aqueous 0.625% glutaraldehyde solution (CHO(CH 2 ) 3 CHO) was prepared in a low oxygen cabinet to prevent decomposition and oxidation of the glutaraldehyde solution and then vacuum filtered to remove any unwanted particles. 10 pieces of pericardial tissue were placed in a fixation frame to hold the tissue in the stretch frame. The fixative solution was poured into a flat flange reservoir and 10 pieces of pericardium were placed in it. The flat flange reservoir was then connected to a pump to circulate the crosslinking solution, as well as to an O 2 analyzer and a temperature sensor. The flow rate was maintained at 1.3-2.2 l/min. The fabric immersion time was set to 35 minutes at a temperature of 18-20°C. Thereafter, the cross-linked fabric was kept in 0.625% aqueous buffered glutaraldehyde solution for 08 days in a low oxygen environment. The cross-linked tissue was further processed in a bioburden reduction step to remove unwanted debris, dead colonies, toxins and phospholipid extracts, and reduce cholesterol absorption, thereby reducing calcification and increasing the integrity of the fixed pericardial tissue. The tissue was placed in an evacuated sealed jar containing approximately 50-90 ml of AAS solution, preferably 80 ml, which was placed in a stirrer to smoothly mix the liquid. This jar was placed in a mixing device to smoothly mix the liquid for 03 hours at a temperature of 37-40°C. After AAS treatment (fixed), the tissue was washed with deionized water or sodium chloride or phosphate-buffered saline and stored in 0.625% glutaraldehyde under various conditions (see below).
1. Фиксированные ткани хранили в 0,625% растворе глутарового альдегида при температуре 25-30°C в среде с низким содержанием кислорода.1. Fixed tissues were stored in 0.625% glutaraldehyde solution at a temperature of 25-30°C in a low oxygen environment.
2. Фиксированные ткани хранили в 0,625% растворе глутарового альдегида при температуре 25-30°C в среде с нормальным содержанием кислорода.2. Fixed tissues were stored in a 0.625% glutaraldehyde solution at a temperature of 25-30°C in an environment with normal oxygen content.
3. Фиксированные ткани хранили в 0,625% растворе глутарового альдегида при температуре 8-10°C в среде с низким содержанием кислорода.3. Fixed tissues were stored in 0.625% glutaraldehyde solution at a temperature of 8-10°C in a low oxygen environment.
4. Фиксированные ткани хранили в 0,625% растворе глутарового альдегида при температуре 8-10°C в среде с нормальным содержанием кислорода.4. Fixed tissues were stored in a 0.625% glutaraldehyde solution at a temperature of 8-10°C in an environment with normal oxygen content.
Фиксированные ткани периодически проверяли на механическую прочность (прочность ткани на разрыв) с периодичностью: начальная, 03 месяца, 06 месяцев, 09 месяцев и 12 месяцев. Результаты представлены в таблице 7 ниже.The fixed tissues were periodically tested for mechanical strength (tissue tensile strength) at baseline, 03 months, 06 months, 09 months and 12 months. The results are presented in Table 7 below.
Таблица 7Table 7
Согласно приведенным выше данным, был сделан вывод, что фиксированная ткань, которую хранили при температуре 8-10°C в среде с низким содержанием кислорода, обладает лучшей стабильностью, целостностью и долговечностью по сравнению с фиксированной тканью, которую обрабатывали и хранили в среде с нормальным содержанием кислорода. На основании вышеприведенных данных можно сделать вывод, что при хранении в течение одного года не наблюдалось значительных изменений в растяжимости фиксированной ткани, хранившейся в среде с низким содержанием кислорода при температуре 8-10°C. Предполагается, что в течение длительного периода хранения свойства растяжения сохраняются, поэтому фиксированная ткань сохраняет свою целостность, стабильность и эффективность в течение длительного периода времени.According to the above data, it was concluded that fixed tissue that was stored at 8-10°C in a low oxygen environment had better stability, integrity and durability compared to fixed tissue that was processed and stored in a normal oxygen environment. oxygen content. Based on the above data, it can be concluded that when stored for one year, there was no significant change in the extensibility of fixed tissue stored in a low-oxygen environment at a temperature of 8-10°C. Over long periods of storage, the tensile properties are expected to be maintained so that the fixed fabric retains its integrity, stability and effectiveness over a long period of time.
Следовательно, обработка ткани бычьего перикарда в среде с низким содержанием кислорода, как указано выше, позволяет получить ткань, отличающуюся повышенной целостностью и прочностью на растяжение, минимальным количеством трещин и разрывов, чистой и гладкой поверхностью, светлым цветом, то есть имеющую более высокую стабильность по сравнению с бычьей тканью, обработанной в среде с нормальным содержанием кислорода, описанной в примере 1. После этого, фиксированную ткань, обработанную в среде с низким содержанием кислорода, подвергают дальнейшим гемодинамическим испытаниям in-vitro в соответствии с ISO 5840 путем изготовления сердечного клапана.Therefore, processing bovine pericardial tissue in a low-oxygen environment, as described above, produces tissue with increased integrity and tensile strength, minimal cracks and tears, a clean and smooth surface, light color, i.e., higher stability compared to the normal oxygen treated bovine tissue described in Example 1. The fixed low oxygen treated tissue was then subjected to further in-vitro hemodynamic testing in accordance with ISO 5840 by fabricating a heart valve.
Изобретение раскрыто на основе некоторых предпочтительных вариантов осуществления и примеров, не носящих ограничительного характера. Возможны различные изменения, не выходящие за рамки объема изобретения, раскрытого ранее и определенного в прилагаемой формуле изобретения.The invention is disclosed based on some preferred embodiments and non-limiting examples. Various changes are possible without departing from the scope of the invention as previously disclosed and defined in the appended claims.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IN201921014508 | 2019-04-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021129924A RU2021129924A (en) | 2023-05-10 |
| RU2809478C2 true RU2809478C2 (en) | 2023-12-12 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6479079B1 (en) * | 1999-12-13 | 2002-11-12 | Sulzer Carbomedics Inc. | Anticalcification treatments for fixed biomaterials |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6479079B1 (en) * | 1999-12-13 | 2002-11-12 | Sulzer Carbomedics Inc. | Anticalcification treatments for fixed biomaterials |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СТЕРИЛИЗАЦИЯ ОДНОРАЗОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ИЗДЕЛИЙ, СОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛЫ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ (ISO 14160:1998, ЮТ), Москва, 2013. ВЕНЕДИКТОВ Алексей Александрович, РАЗРАБОТКА БИОМАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РЕКОНСТРУКТИВНОЙ ХИРУРГИИ НА ОСНОВЕ КСЕНОПЕРИКАРДИАЛЬНОЙ ТКАНИ, Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук, Москва, 2014. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5558875A (en) | Method of preparing collagenous tissue | |
| EP1843659B1 (en) | Methods for processing biological tissue | |
| US6206917B1 (en) | Differential treatment of prosthetic devices | |
| JP3797673B2 (en) | Method for treating implantable biological tissue to reduce calcification and bioprosthesis treated in such a manner | |
| AU767210B2 (en) | Crosslinking of bioprosthetic material to mitigate post-implantation calcification | |
| EP1239896B1 (en) | Anticalcification treatments for fixed biomaterials | |
| US20050238688A1 (en) | Method of preparing an immunologically inert graft material from body tissue and material made with the method | |
| US9211361B2 (en) | Thin collagen tissue for medical device applications | |
| CN113646015B (en) | Method for preventing degradation and degeneration of tissue used in bioprostheses | |
| KR20070106696A (en) | An implantable biomaterial and a method of producing same | |
| WO2018167536A1 (en) | Implantable material and method for preserving | |
| JP2004502499A (en) | Biomaterials containing animal corneal tissue | |
| CN112236175B (en) | Method for preparing biological tissue for surgical implantation | |
| US20020111532A1 (en) | Tris(hydroxymethyl)phosphino compounds as tissue crosslinking agents | |
| US6596471B2 (en) | Method of cross-linking tissue with a bis-maleimide compound | |
| US20060110370A1 (en) | Treatments for reduction of cytotoxicity and viral contamination of implantable medical devices | |
| RU2809478C2 (en) | Method of preventing decomposition and degeneration of tissue used in bioprosthesis | |
| DK1978978T3 (en) | Biocompatible tissue graft for implantation as well as the process for its preparation | |
| KR100739422B1 (en) | Calcification-resistant heparinized acellular bioprosthetic tissue implant and preparation method thereof | |
| RU2741224C1 (en) | Method of biological tissue treatment for implantable bioprosthesis | |
| WO2011115612A1 (en) | Thin collagen tissue for medical device applications | |
| US20240173443A1 (en) | Sterilizing biological tissue with supercritical carbon dioxide | |
| EP2772274A1 (en) | Method for treating animal-derived collagen fibre materials | |
| Xeongraft | Wright, CB, ed. Vascular Grafting, John Wright Pub., Littleton, Mass, Section II Large Vessel Grafts |