Жидкая среда для низкотемпературной консервации биологических трансплантатов

 

Изобретение относится к медицине, а именно к трансплантологии. Жидкая среда содержит цитрат кислый, глюкозу, фурациллин, натрий бромистый, спирт этиловый 95°, амикацин сульфат и диметилсульфоксид при определенных соотношениях компонентов. Среда для консервации обеспечивает высокие антибактериальные и морозоустойчивые свойства. 1 табл., 7 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к трансплантологии, и может быть использовано для массовой заготовки биологических тканей с высокими трансплантационными свойствами.

Известны многочисленные способы консервирования тканей в жидких средах: растворы Рингер-Локка, Хенкса, ЦОЛИПК, Л-6, Коваленко и др. [1]. Их недостатки (непродолжительный срок хранения биологических объектов, необходимость обязательной смены в процессе консервирования) не обеспечивают жизнеспособности тканей, не препятствуют кристаллизации во время замораживания.

Известна среда (прототип) для консервации биологических тканей [2]. Состав последней: цитрат кислый (1 г), глюкоза (3 г), фурациллин (0,01 г), спирт 95° (15 г), натрий бромистый (0,2 г), дистиллированная вода (85 г). В отличие от многих других жидких сред, она ценна тем, что позволяет сохранять ткани при низких (от -4°С до -16°С) температурах не в твердом, замороженном, а в обычном нативном состоянии, поскольку в тканях не происходит образования кристаллов льда, что важно для сохранения их жизнеспособности. Кроме того, за счет снижения обменных процессов в тканях лучше сберегаются энергетические ресурсы и снижается уровень накопления шлаков. Это создает необходимые условия для более качественного консервирования тканей сначала в жизнеспособном, а затем в биологически активном состоянии, при котором они, утратив жизнеспособность, продолжают оказывать на репаративный гистогенез стимулирующее влияние и не препятствуют процессам их полноценного замещения тканями реципиента после пересадки.

Недостатки среды

1. Она не предназначена для стерилизации биологических тканей, получаемых посмертно у трупов-доноров для целей трансплантации. Присутствующий в ней антисептик фурациллин в 0,01% концетрации не способен обеспечить бактерицидного эффекта при заготовке тканей в условиях, исключающих асептику.

2. Она не обеспечивает криозащиты консервируемых тканей от замораживания при температуре ниже 15°С, что снижает ее практическую ценность с точки зрения продолжительности хранения пластического материала в жизнеспособном или биологически активном состоянии.

Для устранения указанных недостатков авторами заявки в состав среды прототипа дополнительно включены антибиотик амикацин сульфат и криопротектор диметилсульфоксид в следующем количестве (г): цитрат кислый (1,0), глюкоза (3,0), фурациллин (0,01), натрий бромистый (0,2), спирт этиловый 95° (15,0), диметилсульфоксид (5,0), амикацин сульфат (0,1), вода дистиллированная (80,0).

Диметилсульфоксид (ДМСО), как известно, в 7-10% концетрации тормозит образование льда при замораживании клеток до минус 30°С. Он способствует также образованию некристаллического аморфного льда, уменьшает электролитные изменения, предупреждает повреждающее действие свободных радикалов [3]. Комбинированное использование ДМСА с этиловым спиртом позволяет снизить его рабочую концентрацию до 5%, что практически полностью устраняет возможность нежелательного воздействия данного препарата на трансплантационные качества консервируемых тканей.

Что же касается амикацина, то его комбинированное применение с фурациллином придает среде стерилизующие свойства. Известно, что амикацин входит в группу антибиотиков аминогликозидов и является полусинтетическим производным канамицина А. Он обладает широким спектром антимикробного действия и активен в отношении большинства грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов. О высокой антимикробной активности амикацина свидетельствует литература [4].

Следовательно, принципиальным отличием предлагаемого способа от прототипа является возможность осуществлять с его помощью массовую заготовку посмертных тканей для трансплантации без соблюдения асептики, что существенно упрощает этот процесс, делая его более надежным и экономичным. Стерилизующая активность способа, как показали исследования, высока и распространяется на грамположительные и грамотрицательные виды микроорганизмов. Следует подчеркнуть также, что в связи с более низкой, чем у прототипа, температурой консервации тканей хранение последних до пересадки значительно (до года) увеличивается. Наконец, приготовление консервирующего раствора не требует его обязательной (аптечной) стерилизации, поскольку он сам является стерилизующим.

Способ низкотемпературной консервации биологических тканей в жидкой среде осуществляют следующим образом.

Биологические ткани преимущественно опорного назначения (кость, хрящ, сухожилия и др.) получают от трупов-доноров по существующим правилам через 4-6 часов от их смерти. После соответствующей механической обработки и промывания в изотоническом растворе хлорида натрия ткани размещают в стеклянную тару или пластиковые пакеты и заливают без соблюдения асептики консервирующей средой, приготовленной аптечным способом. Поскольку среда является антисептической, то в процессе приготовления ее не стерилизуют. Объем среды по отношению к объему консервируемого материала должен быть в пределах 1:5. После герметизации тары с трансплантатами ее помещают в морозильную камеру с температурным режимом -20...-25°С. На 7 сутки пластический материал становится стерильным и пригодным для клинического использования, разумеется, при отсутствии других противопоказаний. При указанной выше температуре консервируемые ткани в морозозащитной жидкой среде сохраняют жизнеспособность в течение 3-4 недель, а биологическую активность на протяжении 9-12 месяцев.

После проведения экспериментальных костно-пластических операций с использованием трансплантатов, консервированных в данной среде на животных, была проведена апробация материала, заготовленного данным способом, в клинике. Было прооперированно 25 больных в возрасте от 1 года 3 месяцев до 16 лет с различной патологией опорно-двигательного аппарата, (см. таблицу). В качестве эксплантационного материала использовалась костно-хрящевая ткань плодов 19-26 недель гестации. Причиной абортов служили социальные и медицинские показания. Забор материала проводился только после тщательного контроля женщин на вирусные гепатиты, ВИЧ, сифилис, туберкулез.

Во всех случаях применения фетальных трансплантатов, консервированных в морозозащитной жидкой среде, не наблюдали отторжения трансплантатов и нагноение послеоперационных ран. Как правило, трансплантаты, заготовленные данным способом, обладали высокими биологическими свойствами, что проявлялось в ускоренных и выраженных процессах регенерации костной ткани в зоне пластики.

В качестве клинических примеров приводим истории болезни двух пациентов.

1. Ухова Анастасия Алексеевна, 1 год 6 мес.(История болезни №6866), находилась в хирургической клинике С.-Петербургской педиатрической медицинской академии с 04.05.2000 г. по 15.06.2000 г. по поводу: Врожденного кифосколиоза на фоне некомплектного заднебокового полупозвонока L_IV(s).

Из анамнеза известно, что больна с рождения. На рентгенограммах от 5.05.00 угол сколиоза 40°, угол кифоза -30° (фиг.1) 22.05.00 г. Люмботомия. Экстирпация полупозвонка L_IV. Полученный дефект заполнен фетотрансплантатами из бедренных и плечевых костей плода 20 недель гестации, консервированных в морозоустойчивой среде 1 месяц. Задний спондилодез этим же материалом, постановка контрактора. В послеоперационном периоде без осложнений. Швы сняты на 21 сутки - заживление первичное. На контр. рентгенограмме от 10.05.00 г. стояние трансплантатов и контрактора правильное, угол сколиотической деформации уменьшился до 16°. Кифоз в поясничной области исправлен (фиг.2). При контрольном поступлении через 3 месяца рентгенологически отмечается блокирование позвонков на уровне L_IV-L_V. (фиг.3) 21.10.00 операция: Удаление винтового контрактора. На операции обнаружен хороший костной блок сзади. Послеоперационный период без особенностей. На контрольной рентгенограмме через 1 год после экстирпации полупозвонка хороший костный блок в зоне пластики. Деформация не нарастает (фиг.4).

2. Мамаев Сергей Николаевич, 14 лет (История болезни №6511), находился в хирургической клинике С.-Петербургской педиатрической медицинской академии с 26.04.00 по 10.05.00 по поводу энхондромы основной фаланги 2 пальца правой кисти. Болен 2 года, когда впервые выявлена костная опухоль на фоне патологического перелома (фиг.5). В феврале 2000 повторный патологический перелом. 30.04.2000 операция. Резекция основной фаланги, костная пластика аллофетотрансплантатом. Дугообразный разрез по тыльной поверхности 2 пальца. Выделена костная опухоль, занимающая большую часть основной фаланги. Сохранена надкостница. Поднадкоснично - резекция основной фаланги и “кюретаж” оставленного участка средней фаланги в пределах здоровых тканей. Возникший дефект замещен костным фетотрансплантатом (бедренная кость) длиной 28 мм, хранившегося в морозоустойчивой среде 2 месяца. Металлостеосинтез спицей. Гипсовая лонгета. Произведена контрольная рентгенограмма через 3 недели, на которой отмечается срастание трансплантата с материнским ложем, границы трансплантата видны (фиг.6). На контрольной рентгенограмме через 2 месяца полное замещение костной тканью дефекта, трансплантат не визуализируется (фиг.7). Клинически и рентгенологически - выздоровление.

Литература

1. Коваленко П.П. Основы трансплантологии. Издат. Ростовского университета, 1975, с.60-68.

2. Филатов А.Н., Берингер Ю.В., Головин Г.В., Медведев П.М. Пересадка и замещение тканей и органов. Медгиз, Ленинградское отд., 1960, с.50-52.

3. Пушкарь Н.Е., Белоус А.М. Введение в криобиологию. Издат-во “Наукова думка”, Киев, 1975, с.286-288.

4. Болтрукевич С.И., Иванцов В.А., Бурнейко Я.Н., Тодрик А.Т. Комплексная хирургическая реабилитация пациентов с остеомиелитическим поражением конечностей. Актуальные вопросы имплантологии в травматологии и ортопедии. Материалы международной научно-практической конференции 26-27 октября 2000 г., Гродно, с.53-58.

Формула изобретения

Жидкая среда для низкотемпературной консервации биологических трансплантатов, содержащая цитрат кислый, глюкозу, фурациллин, натрий бромистый, спирт этиловый, воду дистиллированную, отличающаяся тем, что в состав среды дополнительно включены диметилсульфоксид и амикацин сульфат в количестве, г:

Цитрат кислый 1,0

Глюкоза 3,0

Фурациллин 0,01

Натрий бромистый 0,2

Спирт этиловый 95° 15,0

Диметилсульфоксид 5,0

Амикацин сульфат 0,1

Вода дистиллированная 80,0

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7