Способ получения биоимплантата на основе стерильного деорганифицированного костного матрикса


A01N1/00 - Консервирование тел людей или животных, или растений или их частей; биоциды, например дезинфектанты, пестициды, гербициды (препараты для медицинских,стоматологических или гигиенических целей A61K; способы или устройства для дезинфекции или стерилизации вообще, или для дезодорации воздуха A61L); репелленты или аттрактанты (приманки A01M 31/06; лекарственные препараты A61K); регуляторы роста растений (соединения вообще C01,C07,C08; удобрения C05; вещества, улучшающие или стабилизирующие состояние почвы C09K 17/00)

Владельцы патента RU 2708235:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) (RU)

Изобретение относится к способу получения костного имплантата и может быть использовано в медицине. Предложен способ получения костного имплантата на основе стерильного деорганифицированного костного матрикса, включающий механическую обработку кости фрезерованием с учетом направления остеонных структур кости в среде охлажденного до 4°С стерильного раствора, удаление органической фазы из костной заготовки, инкубацию деминерализованного костного матрикса в растворе сангвиритрина для его иммобилизации с последующей 2-этапной комбинированной стерилизацией озоно-кислородной смесью с концентрацией озона 6-8 мг/л, продолжительностью 10-20 мин в проточном режиме на первом этапе и радиационным облучением потоком быстрых электронов с величиной поглощенной дозы 11-15 кГр герметично упакованных образцов на втором этапе. В качестве охлаждающей рабочей жидкости используют 0,9% раствор натрия хлорида, который подают в зону резания струей в процессе механической обработки кости со скоростью 3 л/мин, удаление органической фазы кости осуществляют 10% раствором гипохлорита натрия в течение 144 часов при 20°С и соотношении объема имплантат/раствор, равном 1/100, с последующей иммобилизацией на полученном минеральном костном матриксе сангвиритрина путем инкубации деорганифицированного имплантата в 0,9% растворе натрия хлорида с концентрацией сангвиритрина 0,05% при температуре 37°С в течение 72 часов. Предложен новый способ получения костного импланта, обеспечивающий стерильность костных имплантатов и отсутствие антигенной активности деорганифицированного костного матрикса, придающий имплантатам антимикробные свойства, пригодный для использования в травматологии, ортопедии, гнойной хирургии, восстановительной хирургии, для репарации минерализованной соединительной ткани в инфицированных ранах, репродукции тканей и биопротезирования. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к медицине, а именно: к травматологии, ортопедии, гнойной хирургии, к другим отраслям восстановительной хирургии для репарации минерализованной соединительной ткани в инфицированных ранах, репродукции тканей и биопротезирования. Может быть применено в работе «костных банков» для обеспечения костными имплантатами и имплантационными препаратами учреждения здравоохранения.

Известны различные технологии получения трансплантатов и имплантатов в зависимости от поставленных задач.

Известны способы получения биоактивных костно-пластических материалов, например материала «Депротекс» (пат. РФ №2232585), материала «Костма» (пат. РФ №2211708),материала «Оргамакс» (пат. РФ №2344826). Для получения этих материалов используют измельченную костную муку.

Данные способы получения костно-пластического материала имеют общий недостаток, а именно, нарушена микроструктура костной ткани, что затрудняет миграцию клеток в процессе остеосинтеза.

Известен комбинированный способ стерилизации костного имплантата (пат РФ №2630464), включающий начальную обработку образцов озоно-воздушной смесью и повторную аналогичную обработку озоно-воздушной смесью перед хранением образцов. Обработку образцов осуществляют озоно-воздушной смесью с концентрацией озона 6-8 мг/л и продолжительностью 10-20 мин с последующим окончательным радиационным облучением потоком быстрых электронов с величиной поглощенной дозы 11-15 кГр герметично упакованных образцов.

Известен способ изготовления костного имплантата (пат. РФ №2526429), включающий механическую обработку гидродинамической струей фрагмента костной ткани, деминерализацию заготовки в растворе неорганической кислоты, нейтрализацию остатков кислоты, промывку заготовки из костного материала, ее стерилизацию и консервацию. Стерилизацию имплантата осуществляют озоно-воздушной смесью с концентрацией озона 5-50 мг/м3 в течение 7-10 мин перед механической обработкой и аналогичную окончательную стерилизацию после завершения технологического процесса изготовления имплантата. Данный метод кроме очевидных плюсов имеет недостаток - возможная имунная реакция организма на белковую составляющую органической фазы костного имплантата.

Известен способ получения костного трансплантата (пат РФ №2223104) путем депротеинизации фрагментов в 0,01% растворе химопсина, затем в 10% растворе перекиси водорода в течение 48 часов, обработку жидким эфиром, высушивание и обработку 10% раствором хлористого лития в течение 16 часов и стерилизацию целевого продукта. При этом фрагменты длинных трубчатых костей депротеинизируют в растворе химопсина в течение 96 часов, а при обработке 10% раствором перекиси водорода их помещают в переменное магнитное поле при 45°С. Недостатком метода является возможная антигенная активность деминерализованной кости и отсутствие антимикробных свойств, что затрудняет применение трансплантата в гнойной хирургии при репарации инфицированных ран.

Известен способ получения костного имплантата на основе стерильного деминерализованного костного матрикса (пат РФ №2629664), включающиймеханическую обработку с использованием стерильной рабочей жидкости и последующую стерилизацию и консервацию полученных образцов. Сначала осуществляют стерилизацию костного образца озоновоздушной смесью с концентрацией озона 5÷10 мг/л в течение 10÷12 минут, затем механическую обработку проводят режущими инструментами в рабочей жидкости, в качестве которой используют стерильный, охлажденный до температуры +(4÷6)°С раствор Рингера с содержанием сангвиритрина в концентрации 0,01% в пересчете на активное вещество. После этого полученные образцы повторно стерилизуют озоно-воздушной смесью аналогичным образом. Предлагаемый способ механической обработки костных образцов обеспечивает достижение 100% стерилизации костных образцов при сохранении их остеоиндуктивных свойств после механической обработки, сохранность морфологических и биопластических свойств стерилизуемых объектов, сокращение трудоемкости и времени подготовки имплантатовк их клиническому использованию и образцов для различных физико-химических исследований.

Известен способ получения костного имплантата на основе стерильного деминерализованного костного матрикса (пат РФ №2679121), выбранный в качестве прототипа, включающий деминерализацию заготовки с последующей комбинированной стерилизацией озоно-воздушной смесью с концентрацией озона 6-8 мг/л и продолжительностью 10-20 мин и радиационным облучением потоком быстрых электронов с величиной поглощенной дозы 11-15 кГр герметично упакованных образцов. При этом механическую обработку костного матрикса проводят с учетом направления остеонных структур кости в стерильном охлажденном до 4°С растворе Рингера с содержанием сангвиритрина 0,01% в пересчете на активное вещество, и дополнительно осуществляют инкубацию деминерализованного костного матрикса в 0,2% растворе сангвиритрина при температуре 37°С в течении 72-144 часов, после чего готовое средство сушат при 20°С и герметично упаковывают.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа, обеспечивающего морфологическую сохранность микроструктуры костного имплантата, пористость и способность к быстрой биорезорбции, стерильность, инертность по отношению к окружающим тканям и отсутствие антигенной активности костных имплантатов.

Технический результат изобретения состоит в технологии получения деорганифицированных костных имплантатов, обеспечения стерильности и отсутствия антигенной активности деорганифицированного костного матрикса, в придании имплантатам антимикробных свойств за счет иммобилизациилекарственного средства растительного происхождения с выраженными антимикробными свойствами и с оптимальной подобранной концентрацией.

Достижение технического результата возможно при использовании способа получения костного имплантата на основе стерильного костного матрикса, включающий механическую обработку костифрезерованием с учетом направления остеонных структур кости в среде охлажденного до 4°С стерильного раствора, инкубацию костного матрикса в растворе сангвиритрина для его иммобилизации с последующей 2-х этапной комбинированной стерилизацией озоно-кислородной смесью с концентрацией озона 6-8 мг/л и продолжительностью 10-20 мин в проточном режиме на первом этапе и радиационным облучением потоком быстрых электронов с величиной поглощенной дозы 11-15 кГр герметично упакованных образцов на втором этапе. В качестве охлаждающей рабочей жидкости используют 0,9% раствор натрия хлорида, который подают в зону резания в процессе механической обработки кости струей со скоростью 3 литра/мин, осуществляют удаление органической фазы кости в 10% растворе гипохлорита натрия в течение 144 часов при 20°С и соотношении объема имплантат/раствор равного 1/100, с последующей иммобилизацией на полученном минеральном костном матриксе сангвиритрина путем инкубации деорганифицированного имплантата в 0,9% растворе натрия хлорида с концентрацией сангвиритрина 0,05% при температуре 37°С в течении 72 часов.

Препарат Сангвиритрин является природным фитоантисептиком. Производитель: ФГБНУ ВИЛАР (Россия) - Фармакопейная статья 42-2444-98. Представляет собой субстанцию в виде суммыбисульфатов двух близких по структуре и физико-химическим свойствам четвертичных бензо[с]фенантридиновых алкалоидов сангвинарина (I 2R=CH2) и хелеритрина (IIR=Me) (в виде моногидратов). Важной особенностью сангвиритрина является отсутствие возникновения устойчивости к нему микроорганизмов.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Для реализации предложенного способа получения биоимплантата авторы использовали установку для фрезерования в охлаждающей среде (рисунок 1), включающую корпус (1) с крышкой (2). Корпус в верхней и нижней части снабжен штуцерами (3). В основании корпуса установлена шаровая опора (4) для обеспечения параллельности оси фрезы и обрабатываемого костного фрагмента в случае конической формы диафиза кости (отклонения ее от цилиндрической), закрепленная с помощью шпильки (5), в верхней части которой посредством гайки (6) закреплена специальная пластина (7), используемая для крепления образца (8) и его разметки на переднюю, заднюю, латеральную и медиальную зоны. Обработка образца производили режущим инструментом (9), например плоской отрезной фрезой.

После закрепления образца в установке при герметично закрытой крышке (2) в корпус подается через верхний штуцер (3) озоновоздушная смесь с концентрацией озона 8 мг/л. Обдув объекта производят непрерывно в течение 10 минут. Затем в корпус заливают охлажденный раствор 0.9% натрия хлорида и при открытой крышке проводят механическую обработку образца. После окончания механической обработки костного образца раствор сливается через нижний штуцер (3), закрывается крышка, и в камеру снова подается озоно-кислородная смесь для предварительной стерилизации образца.

Пример 1 Получение костного имплантата

С периостальной поверхности диафиза кости удаляют мягкие ткани, отделяют диафиз, который разделяют на 3 части, из костно-мозгового канала и его эндостальной поверхности удаляют костный мозг. Заготовки помещают в 3% раствор перекиси водорода для удаления компонентов крови.

- Проводят предварительную стерилизацию заготовок обдувом в проточном режиме озоно-кислородной смесью с концентрацией озона 8 мг/л в течение 10 минут.

- С использованием установки (см. рис. 1), фрагмент диафиза погружают в охлаждающую среду 0.9% натрия хлорида, закрепляют и методом фрезерования с использованием цилиндрических фрез получают цилиндрические заготовки имплантатов диаметром 5 мм. Фрезеровка производится с экспериментально установленными оптимальными параметрами фрезерования кости - скорость вращения шпинделя станка - 600 об/мин., скорость подачи фрезы - 5 мм/мин. В качестве охлаждающей среды используют раствор 0,9% натрия хлорида, охлажденный до 4°С. Торцевые поверхности полученных цилиндрических заготовок обрабатывают с использованием плоской отрезной фрезы (140×0,3 мм) с алмазным напылением с подачей охлаждающей среды в один проход. Обработка торцевых поверхностей имплантата производится с экспериментально установленными оптимальными параметрами резания костной ткани - скорость вращения шпинделя станка - 2000 об/мин., скорость подачи фрезы - 5 мм/мин. В качестве охлаждающей среды в зону резания подают струей раствор 0,9% натрия хлорида, охлажденный до 4°С в количестве 3 литра/мин.

- Полученные костные заготовки помещают в 10%) раствор гипохлорита натрия для удаления органической фазы костной ткани. Содержание активного хлора - 100 г/л, максимальная продолжительность деорганификации - 144 часа при 20°С. Соотношение объема имплантат/раствор равно 1/100, что позволяет не производить замену раствора в процессе деорганификации (удаление органической фазы кости). Изменение содержания органического матрикса на различных этапах обработки контролируют с помощью световой микроскопии и элементного анализа с использованием рентгеновской спектроскопии.

- Полученные деорганифицированные образцы отмывают в дистиллированной воде и инкубируют в раствор 0,9% натрия хлорида с концентрацией сангвиритрина 0,05% для его иммобилизации при температуре 37°С в течение 72 часов. После удаления органической составляющей остается только минеральная фаза кости деорганифицированный костный матрикс.

- Полученные деорганифицированные имплантаты с адсорбированным сангвиритрином высушивают при температуре 37°С, закладывают в незапечатанную упаковку и проводят первый этап комбинированной стерилизации - обработку имплантата озоно-кислородной смесью с концентрацией озона 6-8 мг/л в течение 10 минут в проточном режиме совместно с упаковкой. Проводят кондиционирование имплантата в асептических условиях в течение 15 минут при 20°С. С использованием термоаппарата F70-400 (Нидерланды) герметично запаивают имплантаты в упаковке и проводят второй этап стерилизации герметично упакованных имплантатов - радиационным облучением с величиной поглощенной дозы 11-15 кГр.

Контрольные образцы деорганифицированных имплантатов контролируют по основным показателям качества и оценки безопасности костных имплантатов (Таблица 1).

Способ получения костного имплантата на основе стерильного костного матрикса, включающий механическую обработку кости фрезерованием с учетом направления остеонных структур кости в среде охлажденного до 4°С стерильного раствора, инкубацию костного матрикса в растворе сангвиритрина для его иммобилизации с последующей 2-этапной комбинированной стерилизацией озоно-кислородной смесью с концентрацией озона 6-8 мг/л и продолжительностью 10-20 мин в проточном режиме на первом этапе и радиационным облучением потоком быстрых электронов с величиной поглощенной дозы 11-15 кГр герметично упакованных образцов на втором этапе, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей рабочей жидкости используют 0,9% раствор натрия хлорида, который подают в зону резания в процессе механической обработки кости струей со скоростью 3 л/мин, осуществляют удаление органической фазы кости в 10% растворе гипохлорита натрия в течение 144 часов при 20°С и соотношении объема имплантат/раствор, равном 1/100, с последующей иммобилизацией на полученном минеральном костном матриксе сангвиритрина путем инкубации деорганифицированного имплантата в 0,9% растворе натрия хлорида с концентрацией сангвиритрина 0,05% при температуре 37°С в течение 72 часов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии текстильных материалов и касается способа получения трикотажного материала с антибактериальными свойствами для использования в пошиве спортивной одежды и термобелья.

Группа изобретений относится к области медицины, ветеринарии и паразитологии и предназначена для экспериментального отбора овоцидных химических соединений. Многофункциональная микрокамера для экспериментального отбора овоцидных химических соединений представляет собой цельнолитое изделие конической формы с внешним диаметром D1 8 мм в верхней части и общей высотой Н 7 мм, основание представляет собой расширение нижней части изделия с диаметром D1 8 мм и высотой h 1 мм, внутренняя рабочая поверхность микрокамеры в верхней части имеет диаметр d1 7 мм, а в нижней части d2 3,2 мм, толщина стенок S 0,5 мм, их наклон относительно основания составляет 75°, в основании предусмотрена радиусная фаска R 2 мм и улавливающая мембрана (трековая мембрана) (2) диаметром d3 4,2 мм, представляющая собой тонкую полимерную пленку.

Группа изобретений относится к области медицины, ветеринарии, микробиологии, а именно к дезинфектологическим технологиям. Средство обеззараживания участков почвы, контаминированной спорами бактерий возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций, включает перекись водорода медицинскую, алкилдиметилбензиламмоний хлорид (АДБАХ) и воду.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и представляет собой способ дезинфекции объектов ветеринарного надзора, включающий их обработку дезинфицирующим средством, содержащим в качестве действующего вещества хлористый кальций, хлористый натрий, хлористый магний и соли металла с последующей экспозицией, отличающийся тем, что дезинфицирующее средство в качестве соли металлов содержит гипохлорит натрия при следующем соотношении компонентов, мас.
Изобретение относится к области эпидемиологии, микробиологии и дезинфектологии и предназначено для контроля обработки рук кожными антисептиками. Для контроля обработки рук кожными антисептиками выполняют сбор смыва с рук испытуемого и обработку смыва реактивами.

Изобретение относится к области ветеринарии и животноводства, а именно к дезинфектологии и санитарии, и предназначено для дезинфекции животноводческих помещений в присутствии животных.

Группа изобретений относится к области медицины и фармацевтической промышленности, а именно к антисептике и дезинфекции, и предназначена для получения солюбилизированной формы хлоргексидина основания и использования указанной формы в антисептических и дезинфицирующих композициях.

Изобретение относится к ветеринарной санитарии, в частности, к дезинфекции животноводческих помещений в присутствии животных. Раскрыт способ дезинфекции животноводческих помещений при температуре от -2,0±0,5°С до 10±0,1°С в присутствии животных, согласно которому в качестве дезинфицирующего средства используют суспензию штаммов бактерий «Bacillus subtilis ТНП-3-ДЕП» и «Bacillus subtilis ТНП-5-ДЕП» в равных соотношениях с концентрацией 1×109 КОЕ в 1 мл с расходом 400 мл/м2.

Изобретение относится к области дегазации и дезинфекции поверхностей вооружения и военной техники (ВВТ), зараженных токсичными химикатами (ТХ) и биологическими средствами (БС), а именно к созданию бифункциональных рецептур, обладающих дегазирующими и дезинфицирующими свойствами.

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии и трансплантологии, и предназначено для хранения и транспортировки различных жизнеспособных трансплантатов.

Группа изобретений относится к области стерилизации медицинских изделий. Раскрыт способ стерилизации дренажной системы для биологических жидкостей для обработки биологической жидкости ex vivo, согласно которому подвергают контейнер стерилизации облучением; вставляют контейнер в камеру дренажной системы для биологических жидкостей; и подвергают камеру, содержащую контейнер, стерилизации газом.

Группа изобретений относится к медицинской и пищевой промышленности и раскрывает генератор пучка электронов и устройство электронно-лучевой стерилизации для стерилизации упаковочного контейнера путем облучения пучком электронов.

Группа изобретений относиться к области стерилизации материалов. Излучатель пучка электронов для стерилизации упаковочного материала содержит корпус, окно для выхода электронов и вставку.

Изобретение относится к способу снижения бионагрузки аффинной хроматографической смолы, включающему подвергание контейнера, включающего композицию, содержащую аффинную хроматографическую смолу и по меньшей мере один антиоксидант, воздействию дозы гамма-излучения между приблизительно 15 кГр и приблизительно 45 кГр, где по меньшей мере один антиоксидант присутствует в количестве, достаточном для снижения утраты связывающей способности хроматографической смолы после воздействия дозы гамма-излучения.

Настоящее изобретение относится к способу получения костного имплантата на основе стерильного деминерализованного костного матрикса, включающий механическую обработку костной ткани, деминерализацию заготовки с последующей комбинированной стерилизацией озоновоздушной смесью с концентрацией озона 6-8 мг/л и продолжительностью 10-20 мин и радиационным облучением потоком быстрых электронов с величиной поглощенной дозы 11-15 кГр герметично упакованных образцов, причем механическую обработку костного матрикса проводят с учетом направления остеонных структур кости в стерильном охлажденном до 4°С растворе Рингера с содержанием сангвиритрина 0,01% в пересчете на активное вещество, и последующую инкубацию деминерализованного костного матрикса в 0,2% растворе сангвиритрина при температуре 37°С в течение 72-144 часов, после чего готовое средство сушат при 20°С и герметично упаковывают.
Изобретение относится к области медицины и биотехнологии и предназначено для культивирования животных клеток in vitro при производстве вирус-вакцин. Способ деконтаминации питательных сред для культивирования животных клеток in vitro состоит в том, что предварительно перед облучением питательные среды подвергают термической обработке путем нагревания до температуры 55-60°С в течение 25-30 мин, а облучение проводят в дозе (0,8-1,5)×103 Гр гамма-лучами.

Изобретение относится к области медицины, а именно к биофизике, радиобиологии и санитарной медицине, и предназначено для дезинфекции объектов без их нагревания. Способ уничтожения микроорганизмов включает воздействие на объект электромагнитного поля сверхвысокой частоты.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Способ изготовления стерилизованного устройства подкожного доступа, характеризуется тем, что изготавливают держатель устройства.

Группа изобретений относится к области санитарной обработки и стерилизации объектов. Блок радиационной обработки объектов, включает источник излучения и тоннель, оборудованный системой радиационной защиты, охватывающий части конвейерной системы от области облучения до участков погрузки и разгрузки.

Изобретение относится к фармацевтике и представляет собой способ получения лечебного гидрогеля, включающий введение в полимерную композицию лекарственного препарата в концентрации 0,25-20 мас.
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при первичном эндопротезировании тазобедренного сустава у пациентов, находящихся на хроническом гемодиализе.

Изобретение относится к способу получения костного имплантата и может быть использовано в медицине. Предложен способ получения костного имплантата на основе стерильного деорганифицированного костного матрикса, включающий механическую обработку кости фрезерованием с учетом направления остеонных структур кости в среде охлажденного до 4°С стерильного раствора, удаление органической фазы из костной заготовки, инкубацию деминерализованного костного матрикса в растворе сангвиритрина для его иммобилизации с последующей 2-этапной комбинированной стерилизацией озоно-кислородной смесью с концентрацией озона 6-8 мгл, продолжительностью 10-20 мин в проточном режиме на первом этапе и радиационным облучением потоком быстрых электронов с величиной поглощенной дозы 11-15 кГр герметично упакованных образцов на втором этапе. В качестве охлаждающей рабочей жидкости используют 0,9 раствор натрия хлорида, который подают в зону резания струей в процессе механической обработки кости со скоростью 3 лмин, удаление органической фазы кости осуществляют 10 раствором гипохлорита натрия в течение 144 часов при 20°С и соотношении объема имплантатраствор, равном 1100, с последующей иммобилизацией на полученном минеральном костном матриксе сангвиритрина путем инкубации деорганифицированного имплантата в 0,9 растворе натрия хлорида с концентрацией сангвиритрина 0,05 при температуре 37°С в течение 72 часов. Предложен новый способ получения костного импланта, обеспечивающий стерильность костных имплантатов и отсутствие антигенной активности деорганифицированного костного матрикса, придающий имплантатам антимикробные свойства, пригодный для использования в травматологии, ортопедии, гнойной хирургии, восстановительной хирургии, для репарации минерализованной соединительной ткани в инфицированных ранах, репродукции тканей и биопротезирования. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Наверх