Способ приготовления препарата из пуповины и костного матрикса для стимуляции остеогенеза

 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии. Предлагается использовать смесь измельченной пуповины и деминерализованного костного матрикса. Консервация материала проводится методом лиофилизации, для стерилизации используется поток быстрых электронов, а в качестве упаковки применяется герметичный стандартный двойной пакет, у которого одна сторона бумажная, а другая пластиковая. Технический результат: создание нового пластического материала, обладающего высокими остеоиндуктивными свойствами, и повышение качества целевого продукта за счет уменьшения токсичности.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии.

В травматологии и ортопедии существует категория патологий, связанная с локальным проявлением остеодистрофических изменений в костях скелета, обусловленных нарушениями или репаративной или физиологической регенерации в связи с повышением процессов резорбции костной ткани, а именно: несовершенный костный регенерат, формирующийся при сращении кости; кисты кости; асептический некроз головки бедренной кости.

Для нормализации структуры костного органа в подавляющем большинстве случаев требуются оперативные вмешательства. Для успеха восстановительных процессов в кости, помимо этого, в настоящее время разрабатываются стимулирующие средства, вводимые в очаг поражения. Одним из таких материалов, обладающим остеоиндуктивными свойствами, является деминерализованный костный матрикс (Савельев В.И., Корнилов Н.В., Сивков С.Н. Опыт клинического применения деминерализованных костных аллотрансплантатов в травматологии и ортопедии // Ортопед, травматол. - 1989. - N 9.- с. 23). В эксперименте доказано, что при заполнении дефектов костной ткани порошкообразным матриксом костеобразование лучше, чем при пластике цельными аутотрансплантатами (Aspenberg P. Wittbjer F., Thomgren K.G. Pulverised Bone Matrix as an injectable Bone Craftin Rabbit Radius Deffects // Clinical Orthopaecs. - 1988. - N 236, p. 261-269). По мнению авторов, у измельченного костного матрикса с размером частиц 70-420 мкм остеогенетический потенциал выше, чем у аутокости.

Из литературных источников также известно, что гликозаминогликаны являются на ранних стадиях активными стимуляторами регенерации костной ткани (Серов В.В., Шехтер А.Б. Соединительная ткань. М.: Медицина, 1981. - 312 с. ). В качестве источника гликозаминогликанов было предложено использовать консервированную в 0,5% растворе формалина пуповину, содержащую высокий процент гликозаминогликанов. Пуповина обладает важными для пластического материала свойствами: малое содержание клеточных элементов, незрелость антигенных структур, отсутствие признаков гистонесовместимости, биостимулирующим действием на регенеративные процессы (Петров И.А. Профилактика и лечение рубцово-спаечного процесса при застарелых травматических повреждениях сухожилий сгибателей пальцев кисти на уровне костно-фиброзных каналов // Автореф. дисс. . . . канд. мед. наук. - Ташкент, 1994. - 15 с.; Ахмедов О.Т. Болезнь Дюпюитрена и ее хирургическое лечение // Авто-реф. дисс. ... канд. мед. наук. - Ташкент, 1994. - 15 с.).

Оноприенко Г.А, Бережным А.П. и Лаврищевой Г.И. для оптимизации процессов костеобразования было предложено использовать пуповину, консервированную в 0,5% растворе формалина в сочетании с измельченной аллогенной формалинизированной костью (Оноприенко Г.А, Бережной А.П., Лаврищева Г.И. Способ стимуляции восстановления костной ткани // Патент на изобретение N 2071737, от 13. 07. 1993). Данный способ был взят нами за прототип.

Недостатки вышеуказанного способа в следующем: применение для стерилизации и консервации раствора формалина. Формалин токсичен, и, следовательно, препараты, для консервации которых был использован его раствор, должны тщательно промываться, что, однако, не дает абсолютной гарантии отсутствия негативного воздействия на реципиента. Храниться препараты могут не более 6 мес. , а использование стеклянных флаконов создает определенные трудности в процессе хранения и при транспортировке; используемая измельченная аллогенная формалинизированная костная ткань практически не обладает остеоиндуктивными свойствами.

Цель данного изобретения - создание нового пластического материала, обладающего высокими остеоиндуктивными свойствами, который был бы удобен для хранения, транспортировки и применения, и повышение качества целевого продукта за счет уменьшения токсичности.

Поставленная цель достигается тем, что используется смесь измельченной пуповины и деминерализованного костного матрикса. Консервация материала проводится методом лиофилизации, для стерилизации используется поток быстрых электронов, а в качестве упаковки применяется герметичный стандартный двойной пакет, у которого одна сторона бумажная, а другая пластиковая.

Способ получения аллогенного препарата пуповины осуществляется следующим образом: пуповину, полученную после нормальных родов и проверенную на гепатит B и C, ВИЧ-инфекцию, сифилис, помещают в стеклянные емкости с плотно закрывающейся крышкой. Хранят материал в холодильной камере при температуре 3 - 5^oC до проведения следующего этапа (не более 12 ч).

Следующим этапом пуповину отмывают вручную от сгустков крови и прочих мелких компонентов в проточной воде.

Затем отмытый материал измельчают до получения частиц размером 2х4 мм, а затем подвергают гемолизу в дистиллированной воде в течение 24 ч для удаления оставшихся компонентов крови. Объем необходимого количества воды наливается из расчета на единицу объема материала 20 единиц объема воды (1:20). Гемолиз проводится в полиэтиленовой и эмалированной посуде. После завершения гемолиза, материал промывается и выкладывается на противень с отверстиями для удаления воды.

Материал раскладывают в стеклянные широкогорлые емкости, замораживают в холодильной камере при температуре -30^oC и хранят до накопления определенного количества материала.

После накопления достаточного количества проводится лиофилизация в течение 48 ч.

Способ получения измельченного деминерализованного костного матрикса: Диафизы бедренных или большеберцовых костей получают от трупов-доноров по существующим правилам в течение 24 ч после смерти в нестерильных условиях. После очищения от мягких тканей проводится распиливание диафиза продольно на 2 части. Удаляется губчатая часть вместе с миелоидным и жировым костным мозгом. Препараты тщательно промываются щеткой под проточной водой. После этого проводится "распиловка" их на продольные заготовки в виде соломки. Полученные при распиловке "опилки" собираются для дальнейшей обработки. При таком способе получаются частицы относительно одинаковой величины с размерами в диапазоне 150-600 мкм.

После этого костный гомогенат промывается 0,6% раствором перекиси водорода в течение 3 ч со сменой раствора по мере загрязнения. Затем раствор сливается и гомогенат трехкратно промывается дистиллированной водой. После отстаивания вода сливается, оставшийся осадок центрифугируется для отделения от избытка воды. Для удаления минерального компонента кости костный гомогенат заливается 0,6 H раствором соляной кислоты. Соотношение кости и раствора не менее 1:7. Для деминерализации достаточно 8-12 ч при температуре 2 - 5^oC. После деминерализации кислота сливается и опилки трижды обильно промываются дистиллированной водой в соотношении не менее 1:20. После последней промывки опилки отделяются от воды центрифугированием. Полученный таким образом костный матрикс раскладывают в стеклянные широкогорлые емкости, замораживают в холодильной камере при температуре -30^oC и хранят до накопления определенного количества материала.

После накопления достаточного количества проводится лиофилизация в течение 48 ч.

Высушенные препарат пуповины и измельченный костный матрикс смешивают в пропорции 1: 2 соответственно. Материал упаковывается в герметичный стандартный двойной пакет, после чего стерилизуется потоком быстрых электронов дозой 18+5 кГр. Готовый продукт хранится при комнатной температуре и нормальной влажности до использования. Срок хранения до 5 лет.

Для проведения пластического мероприятия в зоне поражения кости троакаром, предназначенным для взятия костной биопсии (диаметр его просвета 5-8 мм), вскрывается кортикальный ее слой с прохождением в костномозговой слой или костномозговую полость. Через троакар внутрь кости вводится пластический материал. Его объем рассчитывается в зависимости от величины разрежения костных структур.

Предложенный способ имеет следующие преимущества перед способом-прототипом: - вместо измельченной формалинизированной замороженной костной ткани применяется гранулированный деминерализованный костный матрикс; - исключение из процесса обработки использования раствора формалина делает конечный продукт нетоксичным; - применение лиофилизации дает возможность хранить препараты при комнатной температуре; - использование стерилизации потоком быстрых электронов обеспечивает полную стерильность материала; - составляющие этого пластического материала упаковываются в смешанном в определенной пропорции виде, что экономит время в момент операции; - стандартный двойной пакет обеспечивает стерильность материала в течение 5 лет.

Таким образом, способ применим на практике, а заявленный результат вытекает из описания, в котором указаны все более выгодные признаки способа.

Формула изобретения

Способ приготовления препарата из пуповины и костного матрикса путем консервации, отличающийся тем, что костный матрикс получают из освобожденных от костного мозга диафизов длинных костей путем измельчения до костного гомогената с величиной частиц 150-600 мкм, который промывают 0,6% раствором перекиси водорода в течение 3 ч со сменой раствора по мере его загрязнения, раствор сливают и костный гомогенат трехкратно промывают дистиллированной водой, воду сливают и гомогенат центрифугируют, после чего смешивают с 0,6 H раствором соляной кислоты в соотношении 1:7 и выдерживают 8-12 ч при 2 - 5°С, снова промывают дистиллированной водой в соотношении 1:20 и снова центрифугируют, отделяя воду и получая таким образом костный матрикс, который замораживают при температуре -30°С и подвергают лиофилизации в течение 48 ч, а пуповину, сохраняемую не более 12 ч при температуре 3 - 5°С, отмывают проточной водой и измельчают на фрагменты 2•4 мм, фрагменты подвергают гемолизу дистиллированной водой в соотношении 1:20 в течение 24 ч, полученный материал промывают, после стекания воды замораживают при температуре -30^o и подвергают лиофилизации в течение 48 ч, смешивают лиофилизированный измельченный материал пуповины с лиофилизированным костным матриксом в соотношении 1: 2 весовых единиц, герметично упаковывают в стандартный пакет и стерилизуют потоком быстрых электронов дозой 18 + 5 к/Гр.