СПОСОБ ПОДГОТОВКИ БИОСОВМЕСТИМОЙ ТКАНИ К РЕВИТАЛИЗАЦИИ Российский патент 2022 года по МПК A61L27/36 A61L27/56 

Изобретение относится к способу подготовки биосовместимой ткани к ревитализации и устройству, выполненному с возможностью реализации указанного способа.

Существует ряд клинических ситуаций, в которых необходима замена трубчатого органа, например, трахеи, кишки или пищевода, чья функция нарушена по ряду причин.

Для выполнения таких замен, наиболее современные хирургические методы предусматривают применение биосовместимых тканей под общим названием «скаффолды», состоящих из экстрацеллюлярного матрикса, полученного путем децеллюляризация матрикса аллогенного, ксеногенного или даже синтетического происхождения. После точной рецеллюляризации стволовыми клетками или аутологичными дифференцированными клетками, скаффолды трансплантируют людям в качестве матриксов, индуцирующих восстановление ткани или поврежденного органа.

Тканевая технология с применением аллогенных или ксеногенных матриксов обычно состоит в удалении клеток из биологических тканей посредством физических, ферментативных или химических процессов, которое не вызывает биологических или механических изменений экстрацеллюлярного матрикса или его состава, с образованием скаффолдов из специфичных для исходной ткани белков с ненарушенной структурой основы, которые, при этом, не являются иммуногенными.

Далее в скаффолды вводят клетки, принадлежащие получателю трансплантата, чтобы побудить их к воспроизводству и регенерации ткани, которую затем трансплантируют человеку, или иные биологические субстанции, могущие способствовать быстрой регенерации ткани, например, тромбоцитарные лизаты, гиалуроновую кислоту, тромбоцитарно-обогащенную плазму, факторы роста, цитокины и амниотическую мембрану.

Известен ряд способов выполнения скаффолда из взятых у донора тканей.

В частности, в европейском патенте ЕР 2164536, выданном Заявителю, раскрыт особо эффективный способ подготовки органической ткани к рецеллюляризации.

Этот способ включает в себя этапы, на которых располагают ацеллюлярную ткань на плоскости и выполняют множество отверстий на поверхности ткани с возможностью вмещения живых клеток, подлежащих ретрансплантации.

В частности, если подлежащая обработке органическая ткань имеет трубчатую форму, ее режут по главному направлению протяженности для обеспечения возможности ее раскрытия и растягивания на рабочей поверхности плоскости, например, на дне чашки Петри или чего-либо подобного.

Далее на растянутой разрезанной ткани выполняют указанные отверстия посредством одной или нескольких металлических игл, соединенных с источником электроснабжения, предназначенным для инициирования прохождения на наконечнике каждой иглы тока, чья интенсивность и форма импульса обеспечивают энергию, достаточную для разрушения связей, соединяющих молекулы указанной органической ткани, с образованием указанных отверстий.

Интенсивность потребляемой энергии обеспечивает возможность ограниченного разрушения связей между молекулами, затрагиваемыми проходящим током, при этом в окружающей зоне отсутствует какое-либо ухудшение характеристик, будь то разрушение, разрыв, некроз, уменьшение или увеличение толщины, изменение содержания жидкости, коагуляция или иной эффект ухудшения характеристик.

Затем осуществляют посев клеток-хозяев на ткань, где, благодаря наличию указанных отверстий, произойдет их заглубление и укоренение на стенках отверстий с возможностью последующего размножения и очень быстрой ревитализации всей органической ткани.

Как только органическая ткань будет ревитализирована, ее смыкают путем сшивания профильным хирургом для восстановления функциональной трубчатой формы органа и обеспечения возможности его трансплантации человеку.

Однако этот способ имеет ряд недостатков.

В частности, если ацеллюлярная ткань не имеет планарной формы, ее в обязательном порядке необходимо разрезать и разомкнуть для прокалывания по всей ее поверхности, чтобы в дальнейшем обеспечить равномерный посев и возобновление роста клеток.

Эти операции обязательно выполнять в стерильных условиях и стерильным оборудованием во избежание загрязнения какого-либо типа.

Кроме того, после посева, с учетом необходимости сшивания кромок разрезанной ткани, нужно будет оставить минимальный свободный участок ткани у кромок разреза, где будут расположены указанные швы, что ограничивает фактическую площадь поверхности ткани, где можно выполнить отверстия и, следовательно, посеять клетки.

Кроме того, манипуляции со сшиваемой тканью и ее обработка требуют надлежащего внимания, осторожности и специальных навыков ручного труда во избежание ухудшения ее характеристик. Еще один недостаток состоит в том, часть ткани, где происходит сшивание, будет отлична от окружающей ткани в том, что, будучи рубцово-измененной, она содержит меньше эластичных волокон, что обуславливает ее пагубное затвердевание.

С учетом вышесказанного, цель настоящего изобретения состоит в создании способа подготовки биосовместимой ткани к ревитализации, позволяющего преодолеть вышеуказанные недостатки.

А именно, целью настоящего изобретения является создание способа подготовки ткани с возможностью ее ревитализации без необходимости ее резки и сшивания, в отличие от известного уровня техники.

Кроме того, целью настоящего изобретения является создание способа подготовки ткани к ревитализации, не приводящего к развитию рубцово-измененной ткани в ткани, подлежащей трансплантации человеку.

Целью изобретения также является создание способа подготовки ткани, который, если ткань ревитализируют путем введения клеток, облегчает их поступление в ткань и ее колонизацию ими.

Кроме того, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы указанный способ обеспечивал возможность подготовки ткани с возможностью беспрепятственного поглощения биологических субстанций, выполняющих функцию регенерации, самой тканью.

Целью настоящего изобретения также является создание устройства, обеспечивающего возможность воспроизводимого выполнения указанного способа для обеспечения высокой повторяемости.

В частности, цель изобретения состоит в создании устройства, позволяющего быстро выполнить указанный способ подготовки.

Вышеуказанные цели достигаются в способе подготовки биосовместимой ткани к ревитализации, предусматривающего применение по существу трубчатой биосовместимой ткани.

В частности, предложенный способ включает в себя этапы, на которых: вставляют опору, проходящую преимущественно продольно, внутрь полости, ограниченной указанной биосовместимой трубчатой тканью, и выполняют на наружной и/или внутренней поверхности ткани одно или несколько отверстий, рассредоточенных на по меньшей мере одной из образующих ткани, на глубину, занимающую, по меньшей мере, часть толщи ткани, как указано в основном пункте формулы изобретения.

Цели настоящего изобретения также достигаются в устройстве, содержащем одну или несколько токопроводящих игл, расположенных на механическом держателе, и продольно проходящую опору, выполненную с возможностью вставки в полость, ограниченную биосовместимой тканью по существу трубчатой формы, выполненном с возможностью реализации предложенного способа, как указано в пункте 10 формулы. Дополнительные характеристики способа и устройства определены в зависимых пунктах формулы.

Вышеуказанные цели, а также указанные ниже преимущества, станут понятнее из описания некоторых предпочтительных вариантов осуществления изобретения, представленных в виде неограничивающих примеров с отсылкой к прилагаемым чертежам, где:

ФИГ. 1 схематически изображает устройство по первому варианту осуществления изобретения в аксонометрической проекции;

на ФИГ. 2 - 6 последовательно и схематически представлены операции способа подготовки к ревитализации по одному первому варианту осуществления изобретения.

В одном первом варианте осуществления изобретения предложен способ подготовки к ревитализации ткани 6, выполненной из биосовместимого материала по существу трубчатую форму.

Согласно документу «Терминология в области биологически родственных полимеров и их применений» (Рекомендации ИЮПАК (Международного союза теоретической и прикладной химии, англ. International Union for Pure and Applied Chemistry (IUPAC)) 2012), Теоретич. и прикл. хим., Том 84, №2, стр. 377-410, 2012), понятие «биосовместимый» означает способность материала контактировать с живой системой, не оказывая отрицательных воздействий.

Такая биосовместимая ткань 6 предпочтительно представляет собой органическую ткань, более предпочтительно - органическую ткань животного происхождения, с возможностью эффективного применения в области восстановительной хирургии для исследований животных тканей, предназначенных для трансплантации людям.

Также предпочтительно, чтобы животная ткань была свиного происхождения, из-за известного сходства тканей и генетического сходства между людьми и этим животным.

При этом в альтернативных вариантах осуществления изобретения указанная органическая ткань может быть человеческого происхождения.

Биосовместимая ткань 6 также может быть синтетического происхождения, в качестве неограничивающего примера - может представлять собой ткань, выполненную из сополимера молочной и гликолевой кислоты.

По первому варианту осуществления изобретения, биосовместимая ткань 6 также представляет собой ацеллюлярную ткань.

Понятие «ацеллюлярный» означает, что ткань, обычно органического типа, именуемая «скаффолд», была предварительно обработана посредством известных физических, ферментативных или химических процессов с образованием органической ткани без клеток, не вызывая биологических или механических изменений экстрацеллюлярного матрикса или его состава.

В разновидностях вариантов осуществления изобретения биосовместимая ткань 6 может представлять собой целлюляризированную ткань, т.е. ткань, содержащую набор сходных по структуре клеток.

По первому варианту осуществления предложенного способа, схематически представленному на ФИГ. 2 - 6, опору 2, проходящую преимущественно по продольной оси Y протяженности, вставляют в полость, ограниченную по существу трубчатой тканью 6, как показано на ФИГ. 2.

При этом опора 2 выполнена с возможностью опирания на нее ткани 6 с возможностью эффективного сохранения последней своей трубчатой формы в ходе нижеследующих операций предложенного способа.

Опора 2 предпочтительно представляет собой цилиндрическую опору по существу круглого сечения.

При этом цилиндрическая опора 2 может быть полой или неполой.

В альтернативных вариантах осуществления опора может проходить по продольной оси протяженности и иметь восьмиугольное, шестиугольное и т.п. сечение или может быть выполнена по форме эллипса, при условии, что указанная опора выполнена по форме, подходящей для вставки в полость трубчатой ткани 6.

После того, как ткань 6 будет расположена на указанной опоре 2, способ предусматривает выполнение на наружной и/или внутренней поверхности ткани 6 одного или нескольких отверстий 61 на глубину, занимающую, по меньшей мере, часть толщи ткани 6, предпочтительно - всю толщу ткани 6, как схематически показано на ФИГ. 3.

Отверстия 61 рассредоточены на по меньшей мере одной из образующих ткани 6.

При этом отверстия 61 могут быть рассредоточены на одной или на множестве образующих указанной ткани 6.

Отверстия 61 также могут быть рассредоточены на каждой из образующих в одинаковом или разных количествах, а также упорядоченным или случайным образом.

Предложенный способ обеспечивает преимущество, состоящее в возможности подготовки подлежащей ревитализации ткани 6 без необходимости ее разрезания, как то предусматривают известные способы.

Это обеспечивает преимущество, состоящее в отсутствии необходимости сшивания ткани для формирования трубчатой трехмерной структуры ткани перед трансплантацией.

Кроме того, выполнение множества отверстий обеспечивает преимущество, состоящее в возможности повышения способности ткани к восприятию клеток, которые могут быть посеяны на ней 6 и беспрепятственно поступать в нее 6, что способствует колонизации матрикса волокон соединительной ткани и, тем самым, ускорению процесса реколонизации. Кроме того, наличие множества отверстий облегчает поглощение тканью в них субстанций, выполняющих функцию регенерации.

По первому варианту осуществления предложенного способа, отверстия 61 выполняют посредством одной или нескольких токопроводящих игл 31, в частности - игл, выполненных из токопроводящего материала, предпочтительно - из металлического материала.

В частности, отверстия 61 выполняют посредством устройства 1, которое будет подробнее раскрыто ниже, в котором указанные иглы 31 соединены с источником 4 электроснабжения, вызывающим прохождение тока на наконечнике каждой иглы 31.

Интенсивность и форма импульса прохождения тока обеспечивают энергию, достаточную для разрушения связей между молекулами ткани у наконечника иглы, благодаря чему прохождение тока создает каждое отверстие таких размеров, при которых наконечник иглы может войти в пространство, образованное в результате разрыва молекулярных связей.

Поэтому выполнение отверстий на ткани обеспечивает преимущество, состоящее в том, что оно не вызывает изменений ткани, в частности - соединительной ткани, окружающей отверстие, например, некроз, коагуляцию, разрывы и т.п.

Выполнение отверстий согласно изобретению также обеспечивает преимущество, состоящее в том, что оно не вызывает плавление, некроз или коагуляцию даже белкового материала, образующего ткань. На кромках указанных отверстий возникают несколько полостей, щелей, неплотностей или естественных каналов связи между полостью отверстия и окружающего матрикса. Полости обеспечивают возможность создания множества каналов связи между отверстиями и окружающей соединительной тканью с возможностью рассредоточения через них клеток внутри соединительной ткани с образованием трехмерных клеточных культур внутри нее.

С точки зрения качества, наилучшие результаты дает подача на токопроводящие иглы 31 силового напряжения переменного тока с частотой не ниже приблизительно 4 МГц.

Такая частота создает прохождение тока, достаточно высокое для разрушения связей между молекулами ткани без ухудшения характеристик окружающей ткани. Частота приблизительно 4 МГц является предпочтительной.

В альтернативных вариантах осуществления не исключена возможность того, что отверстия 61 в трубчатой ткани 6 можно выполнять посредством игл, на которые поступает силовое напряжение с частотой ниже 4 МГц.

В разновидностях вариантов осуществления изобретения также не исключена возможность того, что отверстия 61 можно выполнять способами, отличными от указанного, при условии, что выполнение отверстий 61 не приведет к ухудшению характеристик тканей, окружающих отверстия, и, в любом случае, биосовместимой ткани в целом. По первому варианту осуществления предложенного способа, в ходе операции прокалывания опору 2 с тканью 6 вращают относительно ее собственной продольной оси протяженности Y, как показано на ФИГ. 4.

Опору 2 с тканью 6 предпочтительно вращают в соответствии с дискретной последовательностью движений относительно оси Y.

Каждое из вращательных движений имеет заранее заданную угловую ширину, предпочтительно - в долю градуса, для надлежащего регулирования и управления операцией прокалывания и, следовательно, рассредоточением отверстий 61 на ткани 6.

Понятие «заранее заданная» означает, что угловую ширину каждого вращательного движения выбирает лицо, выполняющее способ, в зависимости от характеристик обрабатываемой ткани и намеченного распределения отверстий.

При этом значения угловой ширины вращательных движений могут быть одинаковыми или разными.

Таким образом, в работе, когда будет выполнено первое множество отверстий 61 вдоль образующей ткани 6, опертой на опору 2, иглы 31 удаляют от ткани 6, и вращают опору 2 относительно ее собственной оси Y, как показано на ФИГ. 4 и 5.

После вращения опоры 2, иглы 31 вновь перемещают в направлении ткани 6 для выполнения нового множества отверстий 61 у новой образующей ткани 6, отличной от предыдущей, как проиллюстрировано на ФИГ. 6.

Операции вращения опоры и прокалывания ткани повторяют до тех пор, пока не будет выполнено множество отверстий вдоль каждой из образующих ткани. Вращение опоры 2 и, следовательно, расположенной на ней трубчатой ткани 6, обеспечивает преимущество, состоящее в возможности облегчения и ускорения выполнения отверстий 61 вдоль всех образующих ткани в соответствии с ее естественной трехмерной формой, что обеспечивает равномерное рассредоточение отверстий по всей поверхности ткани.

В частности, проведенные заявителем эксперименты показали, что сочетание применения игл 31 очень малого диаметра и вращения опоры в ходе операции прокалывания позволяет выполнить до 1000-1600 отверстий на см² ткани включительно.

По первому варианту осуществления предложенного способа, по завершении операций прокалывания на одной или нескольких образующих ткани 6, как указано выше, ткань 6 можно удалить с опоры 2 с помощью подходящих хирургических захватов и поместить полностью на чашку Петри или аналогичный контейнер, в который введены клетки, предпочтительно - живые клетки, которые ревитализируют саму ткань, и/или иные биологические субстанции, выполняющие функцию регенерации.

Клетки, вводимые посредством отверстий 61, присутствующих в ткани и равномерно рассредоточенных на ее поверхности, смогут легко колонизировать матрикс ткани и обеспечить полную и равномерную ревитализацию самой ткани.

В альтернативных вариантах осуществления предложенного способа, после операции прокалывания наколотую трубчатую ткань 6 можно не удалять с опоры 2, а обработать клетками и/или вышеуказанными субстанциями непосредственно на опоре 2, например, путем погружения ткани 6 со все еще вставленной в нее опорой 2 в культуральную среду, подходящую для обеспечения роста клеток, тем самым сохраняя естественную трехмерную форму трубчатой ткани 6 даже в ходе операции посева и ревитализации.

Кроме того, в разновидностях вариантов осуществления предложенного способа наколотую трубчатую ткань 6 можно применять в том состоянии, в котором она находится, для трансплантации животному или пациенту, а именно, оператор может не обрабатывать наколотую трубчатую ткань 6 клетками и/или биологическими субстанциями перед ее трансплантацией в организм-хозяин, при этом колонизацию и ревитализацию трансплантированной трубчатой ткани 6 будут осуществлять клетки животного или пациента, уже находящиеся in situ.

Также возможен и второй вариант осуществления изобретения, не показанный на фигурах, который содержит все отличительные признаки, указанные для первого варианта осуществления изобретения, включая его разновидности, за исключением того, что в ходе операции прокалывания опору 2 ткани 6 не вращают, а оставляют неподвижной.

В таком втором варианте осуществления способа, в ходе операции прокалывания токопроводящие иглы 31 перемещают относительно оси вращения, по существу соответствующей продольной оси протяженности Y опоры 2.

Такое перемещение игл 31 эффективно осуществляют в соответствии с дискретной последовательностью движений, позволяющей перемещать иглы 31 вдоль наружной и/или внутренней поверхности ткани 6, опертой на опору 2, с возможностью выполнения указанного множества отверстий 61 вдоль одной или нескольких образующих ткани.

Такое перемещение игл 31 в сочетании с операцией прокалывания токопроводящими иглами позволяет выполнять отверстия 61 вдоль каждой образующей ткани 6 без необходимости изменения ее естественной трехмерной трубчатой формы и обеспечивает равномерное рассредоточение отверстий по всей поверхности ткани.

Также возможен и третий вариант осуществления предложенного способа, содержащий все отличительные признаки, указанные для первого варианта осуществления изобретения, включая его разновидности, а также предусматривающий то, что токопроводящие иглы 31 перемещают относительно оси вращения, по существу соответствующей продольной оси протяженности Y опоры 2, в ходе операции прокалывания.

А именно, согласно третьему варианту осуществления изобретения, в ходе операции прокалывания опору 2 предпочтительно вращают в соответствии с дискретной последовательностью движений и заранее заданной угловой шириной относительно ее собственной продольной оси протяженности Y, при этом токопроводящие иглы 31 перемещают вблизи опоры 2 относительно оси вращения, по существу соответствующей оси Y, и предпочтительно в соответствии с дискретной последовательностью движений.

В частности, вращательное движение опоры 2 и вращательное движение токопроводящих игл 31 будут синхронизированы друг с другом для выполнения прокалывания ткани 6 равномерно на каждой образующей ткани 6 без изменения ее трехмерной структуры.

Дополнительные отличительные признаки изобретения будут подробнее раскрыты в описании устройства, выполненного с возможностью реализации предложенного способа.

В частности, на ФИГ. 1 изображен неограничивающий пример устройства по первому варианту осуществления изобретения с возможностью выполнения способа по раскрытому выше первому варианту осуществления изобретения.

Устройство с номером позиции 1 по первому варианту осуществления выполнено с возможностью выполнения одного или нескольких отверстий 61 на поверхности биосовместимой ткани 6 для ее ревитализации.

Устройство 1 содержит опору 2, проходящую преимущественно по продольной оси Y протяженности и выполненную с возможностью вставки полость, ограниченную по существу трубчатой биосовместимой тканью 6.

Опора 2 выполнена с возможностью опирания на нее ткани 6 для сохранения последней ее естественной трехмерной трубчатой формы.

Как указано для предложенного способа, трубчатая биосовместимая ткань 6 может быть органического или синтетического происхождения.

Ткань 6 предпочтительно представляет собой органическую ткань, более предпочтительно - ацеллюлярную органическую ткань.

Вернемся к устройству по первому варианту осуществления изобретения: опора 2 представляет собой по существу цилиндрическую опору по существу круглого сечения.

В альтернативных вариантах осуществления опора может содержать, на своей продольной протяженности, участок восьмиугольной, шестиугольной и т.п. формы или быть выполнена по форме эллипса, при условии, что ее форма будет пригодна для вставки опоры в полость, ограниченную трубчатой тканью 6.

Устройство 1 дополнительно содержит множество токопроводящих игл 31, расположенных на механическом держателе 3.

Токопроводящие иглы 31 предпочтительно выполнены из металлического материала.

Диаметр токопроводящих игл 31 предпочтительно немного больше диаметра клеток, которые могут быть ретрансплантированы в ткань, или равен ему.

На ФИГ. 1 показано, что токопроводящие иглы 31 предпочтительно упорядоченно расположены на механическом держателе 3 предпочтительно с возможностью создания по меньшей мере одного упорядоченного ряда, параллельного продольной оси Y протяженности опоры 2.

Иглы 31 предпочтительно, но не обязательно, расположены с равным интервалом между ними для формирования указанного ряда.

При этом в альтернативных вариантах осуществления множество игл 31 может быть расположено не в упорядоченный ряд, параллельный продольной оси Y протяженности, а в соответствии с какой-либо геометрической формой, например, круглой, эллиптической, или в зависимости от матрикса, или устройство 1 может содержать единственную иглу 31.

Кроме того, указанные иглы 31 направлены в сторону наружной поверхности опоры 2 с возможностью выполнения множества отверстий 61, рассредоточенных на по меньшей мере одной из образующих указанной ткани 6.

Для выполнения множества отверстий 61, механический держатель 3 можно перемещать согласно направлению X протяженности игл 31 в сторону ткани или от нее.

В частности, перемещение механического держателя 3 происходит по направлению X в сторону ткани 6 в ходе операции прокалывания по предложенному способу и, когда наконечник иглы войдет в соприкосновение с поверхностью ткани, его перемещение будет происходить со скоростью, позволяющей осуществить накалывание ткани 6 для выполнения отверстия 61 без ухудшения характеристик тканей, окружающих это отверстие, или, в любом случае, ткани в целом.

Перемещение механического держателя 3 можно эффективно регулировать для выполнения отверстия 61 на глубину, занимающую, по меньшей мере, часть толщи ткани 6, предпочтительно - всю толщу ткани, с возможностью достижения вышеуказанных преимуществ.

Механический держатель 3 предпочтительно выполнен с возможностью перемещения также и по направлению, заданному продольной осью протяженности Y опоры 2, что обеспечивает преимущество, состоящее в возможности его расположения в каждой точке, принадлежащей одной из образующих ткани 6, и выполнения отверстий 61 по всей длине ткани.

В альтернативном варианте осуществления предложенного устройства иглы 31 могут быть расположены внутри полости, ограниченной тканью 6, и быть направлены в сторону внутренней поверхности опоры 2 с возможностью выполнения множества отверстий 61 вдоль внутренней поверхности ткани 6. В таком альтернативном варианте осуществления устройства опора 2 выполнена полой внутри с возможностью вмещения механического держателя 3. Кроме того, в таком альтернативном варианте осуществления опора 2 выполнена, на ее собственной поверхности, с одним или несколькими сквозными отверстиями с возможностью пропуска игл 31 до достижения ими внутренней поверхности ткани 6, опертой на опору 2, и выполнения отверстий 61.

Вернемся к первому варианту осуществления предложенного устройства: оно дополнительно содержит источник 4 электроснабжения, соединенный с иглами 31 и выполненный с возможностью подачи на наконечник каждой иглы 31 силового тока, чья интенсивность и форма импульса обеспечивают энергию, достаточную для разрыва связей между молекулами ткани 6, соприкасающейся с наконечником иглы 31.

Силовую энергию, подаваемую источником 4 электроснабжения, предпочтительно не модулируют; при этом в разновидностях вариантов осуществления изобретения силовую энергию могут модулировать.

Источник 4 электроснабжения предпочтительно представляет собой генератор напряжения, предпочтительно - до пика 1500 вольт, более предпочтительно - от пика 30 вольт до пика 500 вольт, еще более предпочтительно - от пика 200 вольт до пика 230 вольт, с частотой волны не ниже 4 МГц, предпочтительно - приблизительно 4 МГц.

В разновидностях вариантов осуществления предложенного устройства частота волны может быть ниже 4 МГц.

Волна предпочтительно, но не обязательно, представляет собой волну типа «искаженная синусоида», в связи с чем она содержит гармоники.

Предпочтительными являются гармоники, по меньшей мере, первого, второго и третьего порядка.

Мощность генератора напряжения регулируют таким образом, чтобы ток в наличии на наконечнике каждой иглы 31 подходил для выполнения указанных отверстий.

В первом варианте осуществления предложенного устройства опора 2 выполнена из токопроводящего материала, что обеспечивает преимущество, состоящее в возможности прохождения тока для выполнения множества отверстий 61 на ткани 6, как раскрыто выше, и достижения вышеуказанных преимуществ.

Предпочтительным токопроводящим материалом является агаровый гель, так как данный материал имеет преимущества, состоящие в том, что он является проводником, а также в том, что его можно формовать в зависимости от размера и формы полости подготавливаемой для ревитализации трубчатой ткани, в которую его вставляют.

Кроме того, агаровый гель-легкодоступный серийно производимый материал.

В альтернативных вариантах осуществления токопроводящий материал может представлять собой не агаровый гель, а другой материал, или материал опоры 2 может не быть токопроводящим материалом. Опора 2 предпочтительно дополнительно содержит токопроводящий элемент, выполненный из металлического материала, предпочтительно - металлического прутка, дополнительно способствующий прохождению силового тока от наконечника 61 иглы к молекулам ткани 6 в ходе ее прокалывания.

В первом варианте осуществления устройства 1 опора 2 соединена со средствами 51 вращения, выполненными с возможностью вращения опоры 2 относительно продольной оси Y протяженности опоры 2.

Средства 51 вращения предпочтительно выполнены с возможностью вращения опоры 2 в соответствии с дискретной последовательностью движений относительно оси Y.

Средства 51 вращения на ФИГ. 1 включают в себя электромотор 511, предпочтительно шагового типа, соединенный с опорой 2, например, поворотным валом 512.

Вращение опоры 2 и, следовательно, расположенной на ней ткани 6, в сочетании с перемещением механического держателя 3 и игл 31 по направлению X позволяет обеспечить равномерное рассредоточение отверстий 61 по всей толще и по всей поверхности подлежащей ревитализации ткани 6.

В других вариантах осуществления изобретения средства 51 вращения и/или механический держатель 3 могут быть соединены с электронным блоком управления, обеспечивающим возможность вращения опоры 2 и/или перемещения механического держателя 3 последовательно по направлению X и с максимальной точностью.

Изобретение также включает в себя второй вариант осуществления предложенного устройства, не показанный на фигурах, выполненный с возможностью реализации второго варианта осуществления предложенного способа и содержащий все отличительные признаки, указанные для первого варианта осуществления устройства, включая его разновидности, за исключением средств 51 вращения, в котором механический держатель 3 дополнительно выполнен с возможностью перемещения относительно оси вращения, по существу соответствующей продольной оси Y протяженности опоры 2.

В частности, во втором варианте осуществления устройства механический держатель 3 выполнен со средствами перемещения, выполненными с возможностью перемещения механического держателя 3 вблизи опоры 2 относительно оси вращения, по существу соответствующей оси Y, а также перемещения держателя 3 по направлению X протяженности игл 31, а также предпочтительно по направлению, заданному осью Y опоры 2. Тем самым обеспечена возможность перемещения держателя 3 и игл 31 вблизи опоры 2 и, следовательно, вблизи ткани 6, в соответствии с дискретной последовательностью движений, что позволяет перемещать иглы по всей поверхности ткани 6 для выполнения указанного множества отверстий 61 вдоль одной или нескольких из ее образующих. Изобретение также включает в себя третий вариант осуществления предложенного устройства, не показанный на фигурах, выполненный с возможностью реализации третьего варианта осуществления предложенного способа и содержащий все отличительные признаки, указанные для первого варианта осуществления устройства, включая его разновидности, в котором механический держатель 3 дополнительно выполнен с возможностью перемещения относительно оси вращения, по существу соответствующей продольной оси Y протяженности опоры 2.

В частности, в третьем варианте осуществления устройства механический держатель 3 выполнен со средствами перемещения, выполненными с возможностью перемещения механического держателя 3 вблизи опоры 2 относительно оси вращения, по существу соответствующей оси Y, а также перемещения держателя 3 по направлению протяженности X игл 31 и, предпочтительно, также по направлению, заданному осью Y опоры 2. Тем самым обеспечена возможность перемещения держателя 3 и игл 31 вблизи опоры 2 и, следовательно, ткани 6, в соответствии с дискретной последовательностью движений. Третий вариант осуществления предложенного устройства обеспечивает преимущество, состоящее в том, что опору 2 вращают с помощью средств 51 вращения относительно ее собственной продольной оси протяженности Y, как было раскрыто выше, при этом средства перемещения также перемещают механический держатель 3 относительно указанной оси вращения, соответствующей продольной оси Y протяженности опоры, в ходе операции прокалывания согласно третьему варианту осуществления предложенного способа.

Учитывая вышеизложенное, настоящее изобретение обеспечивает достижение всех заданных целей.

В частности, за счет применения трубчатой биосовместимой ткани достигается цель, состоящая в реализации способа подготовки ткани к ревитализации без необходимости ее разрезания и, следовательно, сшивания перед трансплантацией.

Кроме того, предложенный способ подготовки ткани к ревитализации не приводит к развитию рубцово-измененной ткани в подлежащей трансплантации ткани.

Предложенный способ подготовки ткани также позволяет создать каркас (scaffold) ткани с возможностью беспрепятственного поступления в него клеток и/или биологических субстанций с регенеративной функцией и колонизации ими ткани.

Кроме того, предложенное устройство обеспечивает возможность воспроизводимого выполнения указанного способа для обеспечения высокой повторяемости и скорости его реализации.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к способу подготовки биосовместимой ткани к её витализации и устройству для его осуществления. При осуществлении способа вставляют опору, проходящую вдоль продольной оси её протяженности, внутрь полости, ограниченной указанной тканью и выполняют на наружной поверхности указанной ткани отверстия, рассредоточенные на по меньшей мере одной из образующих указанной ткани, на глубину, занимающую по меньшей мере часть толщи указанной ткани. Устройство содержит токопроводящие иглы, расположенные на механическом держателе и опору, проходящую по продольной оси её протяженности, выполненную с возможностью ввода в полость и ограниченную трубчатой биосовместимой тканью. Токопроводящие иглы направлены в сторону наружной и/или внутренней поверхности указанной опоры с возможностью выполнения отверстий, рассредоточенных на по меньшей мере одной из образующих указанной ткани, на глубину, занимающую по меньшей мере часть толщи указанной ткани. Достигается обеспечение возможности подготовки ткани с возможностью беспрепятственного поглощения биологических субстанций, выполняющих функцию регенерации, самой тканью, а также возможность воспроизводимого выполнения указанного способа для обеспечения высокой повторяемости. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ подготовки биосовместимой ткани к её витализации, в котором указанная ткань имеет трубчатую форму; при этом указанный способ включает в себя следующие операции:

- вставляют опору, проходящую вдоль продольной оси её протяженности, внутрь полости, ограниченной указанной тканью;

- выполняют на наружной поверхности указанной ткани отверстия, рассредоточенные на по меньшей мере одной из образующих указанной ткани, при этом отверстия выполняют на глубину, занимающую по меньшей мере часть толщи указанной ткани.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанная ткань представляет собой ацеллюлярную ткань.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что указанная ткань представляет собой органическую ацеллюлярную ткань.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанные отверстия выполняют посредством токопроводящих игл, при этом указанные токопроводящие иглы выполнены из металлического материала.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанную опору вращают относительно указанной продольной оси её протяженности в ходе указанной операции прокалывания.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что указанную опору вращают в соответствии с дискретной последовательностью движений относительно указанной продольной оси её протяженности в ходе указанной операции прокалывания, при этом каждое из указанных вращательных движений имеет заранее заданную угловую ширину, а именно долю градуса.

7. Способ по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что указанные токопроводящие иглы выполнены с возможностью перемещения относительно оси вращения, соответствующей указанной продольной оси протяженности указанной опоры, в ходе указанной операции прокалывания.

8. Способ по любому из пп. 4-7, отличающийся тем, что указанные токопроводящие иглы соединены с источником электроснабжения, при этом отверстия выполняют путем инициирования прохождения на наконечнике каждой иглы тока, чья интенсивность и форма импульса обеспечивают энергию, достаточную для разрушения связей, соединяющих молекулы указанной ткани, при этом каждое из указанных отверстий возникает под действием указанного прохождения тока и имеет размеры, при которых наконечник указанной иглы может войти в пространство, образованное в результате разрыва указанных молекулярных связей.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на указанные токопроводящие иглы подают силовое напряжение переменного тока с частотой, равной 4 МГц.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная ткань представляет собой органическую ткань, а именно органическую ткань животного происхождения.

11. Способ по любому из пп. 1, 2 или 4-9, отличающийся тем, что указанная ткань представляет собой ткань синтетического происхождения.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанную витализацию указанной ткани осуществляют путем введения клеток и/или биологических субстанций, выполняющих функцию регенерации, в указанную ткань; при этом указанные отверстия выполнены с возможностью вмещения указанных клеток и/или биологических субстанций при их введении; при этом указанные клетки являются живыми.

13. Устройство для подготовки биосовместимой ткани к её витализации, выполненное с возможностью выполнения отверстий на поверхности биосовместимой ткани для витализации указанной ткани, содержащее: токопроводящие иглы, расположенные на механическом держателе, отличающееся тем, что оно содержит опору, проходящую по продольной оси её протяженности, выполненную с возможностью ввода в полость, ограниченную трубчатой биосовместимой тканью, причем указанные токопроводящие иглы могут быть направлены в сторону наружной и/или внутренней поверхности указанной опоры с возможностью выполнения отверстий, рассредоточенных на по меньшей мере одной из образующих указанной ткани, при этом предусмотрена возможность выполнения указанных отверстий на глубину, занимающую по меньшей мере часть толщи указанной ткани.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что указанные токопроводящие иглы выполнены из металлического материала.

15. Устройство по п. 13 или 14, отличающееся тем, что указанная опора соединена со средствами вращения, выполненными с возможностью вращения указанной опоры относительно указанной продольной оси её протяженности, при этом указанные средства вращения включают в себя электромотор, соединенный с указанной опорой поворотным валом.

16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что указанные средства вращения выполнены с возможностью вращения указанной опоры в соответствии с дискретной последовательностью движений относительно указанной продольной оси её протяженности.

17. Устройство по любому из пп. 13-16, отличающееся тем, что указанный механический держатель выполнен с возможностью перемещения относительно оси вращения, соответствующей указанной продольной оси протяженности указанной опоры.

18. Устройство по любому из пп. 13-17, отличающееся тем, что оно содержит источник электроснабжения, соединенный с указанными токопроводящими иглами, выполненный с возможностью подачи на наконечник каждой иглы тока, чья интенсивность и форма импульса обеспечивают энергию, достаточную для разрыва молекулярных связей ткани, находящейся в соприкосновении с наконечником указанной иглы, при этом указанный источник электроснабжения представляет собой генератор напряжения частотой 4 МГц.

19. Устройство по любому из пп. 13-18, отличающееся тем, что оно содержит указанные токопроводящие иглы, упорядоченно расположенные на указанном механическом держателе с образованием, по меньшей мере, упорядоченного ряда указанных токопроводящих игл, при этом указанный упорядоченный ряд параллелен продольной оси протяженности указанной опоры.

20. Устройство по любому из пп. 13-19, отличающееся тем, что указанная ткань представляет собой ацеллюлярную ткань, а именно органическую ацеллюлярную ткань.