Способ изготовления сосудистого трансплантата из вены пупочного канатика человека Российский патент 2023 года по МПК A61F2/06 

Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой и общей хирургии, и может быть использовано при изготовлении биологических сосудистых трансплантатов из вены пупочного канатика новорожденного.

Выполнение реконструктивно пластических операций при лечении врожденных пороков сердца, особенно на первом году жизни, происходит при помощи биологических материалов, из которых можно выкраивать заплаты необходимого размера, а также цилиндрические трубчатые вставки. В настоящее время для этих целей используют биоматериалы животного происхождения - ксеноматериалы, а также синтетические сосудистые протезы, наиболее часто применяемый из которых политетрафторэтиленовые изделия (фирмы Gore-Tex и Экофлон). Непосредственные результаты их использования достаточно хороши и надёжны, однако в отдаленные сроки 1 - 3 - 5 лет в них происходят фиброзно - калькулезные изменения, что приводит к деформациям и необходимости повторных операций. Наиболее часто приходится реконструировать ствол и ветви легочной артерии, дугу аорты при её недоразвитии.

В сердечно-сосудистой хирургии взрослых пациентов очень большая потребность в венозных шунтах для операций бедренно-подколенного шунтирования, и аортокоронарного шунтирования.

Подобный биоматериал найдет применение и других областях хирургии.

Известен «Способ изготовления сосудистых протезов из пупочного канатика человека» (Патент SU №1071296, МПК A61B 17/00 - 07.02.1984), проводят удаление сосудов путем выворачивания введенным в просвет сосудов зондом.

Недостаток данного способа заключается в том, что целью этого изобретения является сохранение целостности стенки пупочного канатика. Обработка и консервация будущего шунта состоит в применении глутарового альдегида. Глутаровый альдегид таким образом влияет на белки в стенке сосуда, что она становится очень плотной и хрупкой.

Известен «Способ изготовления сосудистых биопротезов» (Патент SU №1537245, МПК A61F 2/24 - 23.01.1990), заключающийся в обработке биоматериала растворами ферментов и глютаральдегида и хранения в глютаральдегиде, отличающийся тем, что с целью повышения прочности протеза, после обработки глютаральдегидом его помещают в раствор папаина с рН 7,0 при 60°С на 60 мин.

Недостаток данного способа заключается в том, что глутаровый альдегид, в котором будущий трансплантат обрабатывают и затем хранят до применения. Глутаровый альдегид таким образом влияет на белки в стенке сосуда, что она становится очень плотной и хрупкой. Долго такой протез не работает.

Известен «Способ изготовления сосудистых протезов из пупочного канатика человека» (Патент SU №1755797, МПК A61F 2/06, A61F 2/24 - 23.08.1992), с целью улучшения пластических свойств биопротезов при иссечении излишков вартониева студня, на всем протяжении пупочной вены сохраняют ее часть, толщиной в проксимальном конце 2 мм, а в дистальном - вычисляемой по формуле.

Недостаток данного способа заключается в том, что в нем описывается способ получения сосудистого протеза конической формы для облегчения адаптации шунта к сосудам различного диаметра. Например, 7 мм приводящий конец, и 4 мм отводящий.

Известен «Способ получения культуры мезенхимных стволовых клеток человека из периваскулярного пространства вены пупочного канатика» (Патент RU №2620981, МПК C12N 5/0775, C12N 5/071 - 30.05.2017, Бюл. № 16), включает вырезание фрагмента пупочного канатика, заполнение его 0,2% раствором коллагеназы, закрывание обоих его концов и выдерживание в течение 20-40 минут при температуре 37°С с последующим промыванием сбалансированным солевым раствором, заполнением новой порцией 0,2% раствора коллагеназы, закрыванием обоих его концов и выдерживанием в течение 30-60 минут при температуре 37°С. После второго выдерживания упомянутую пупочную вену промывают сбалансированным солевым раствором, полученную при промывке жидкость центрифугируют и культивируют полученный осадок на селективных средах.

Недостаток данного способа заключается в том, что способ предназначен не для получения сосудистого трансплантата, а для получения взвеси мезинхемальных стволовых клеток.

Прототипом изобретения можно считать «Дардик - графт» - это вена пупочного канатика, обработанная механическим путем и помещенная в раствор глутарового альдегида. Глутаровый альдегид выполняет одновременно несколько функций: 1 - связывает антигенные белки; 2 - консервирует препарат; 3 - стерилизует его.

Это изделие широко применялось в США, странах Европы и у нас в СССР, в качестве материала для шунтов при бедренно-подколенных атеросклеротических окклюзиях в конце 70-х и первой половине 80-х годов прошлого столетия. Практика показала, что непосредственный результат операций хороший, однако в течение 1 - 2 лет практически все такие шунты тромбируются и перестают работать. Исследования показали основную отрицательную роль глутарового альдегида.

Задачей заявляемого изобретения является создание технологии получения естесственнобиологического трубчатого сосудистого протеза диаметром, в среднем 5 мм из вены пупочного канатика человека.

Технология включает в себя: забор материала в родильном зале и его временную консервацию, обработку вены пупочного канатика, включая механическую и биохимическую составляющие с последующей консервацией и стерилизацией изделия.

Техническим результатом заявленного изобретения является сосудистый трансплантат со средним диаметром 5 мм и длиной до 50 см.

Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что при изготовлении сосудистого трансплантата из вены пупочного канатика человека, проводился забор канатика и механическая обработка, особенность заключалась в том, что временная консервация пупочного канатика в родильном зале проводилась с помощью промывания водопроводной воды с последующим помещением пупочного канатика в раствор 700 этилового спирта, далее проводилась механическая обработка: пупочный канатик, после извлечения из раствора спирта, промывали проточной водой 20 минут, затем сегмент канатика нанизывали на буж из набора Гегера 5 мм для фиксации стенки вены для механического снятия пинцетом, скальпелем и ножницами Вартолиева студня вместе с пупочными артериями, максимально оставляя только стенку вены; затем проводили наружное и внутреннее промывание сегмента пупочной вены раствором трипсина 20 минут, далее отмывка водопроводной водой 20 минут, далее наружное и внутреннее промывание раствором детергента 20 минут с последующим промыванием водопроводной водой и помещение на дальнейшее хранение в растворе 70° этилового спирта.

В процессе обработки не применяют агрессивные химические вещества, которые значительно изменяют белковую структуры стенки, тем самым понижают функциональные свойства и сроки функционирования будущего магистрального сосуда.

Преимуществом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является сохранение естественного строения волокнистых структур сосудистого трансплантата, которые обеспечивают нормальную функцию сосудистого протеза.

Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:

Фиг.1 - Общий вид, полученного сосудистого трансплантата.

Фиг.2 - Пупочная вена без обработки: четко определяются ядра эндотелия, миоцитов и фибробластов.

Фиг.3 - Пупочная вена после обработки: эндотелий отсутствует, ядра миоцитов и фибробластов не определяются. Сохранен только волокнистый каркас, состоящий из коллагена, эластина и ретикулина.

На фигурах цифрами и буквами обозначены следующие позиции:

1 - внутренняя оболочка; 2 - средняя оболочка; 3 - наружная оболочка; А - окраска гематоксилином и эозином, х 100; Б - окраска по Ван Гизону, х 100; В - деталь А, х 200; Г - окраска по Ван Гизону, х 100; Д - деталь А, х 200; Е - окраска гематоксилином и эозином, х 200.

Осуществление изобретения.

Поиск оптимальной технологии с целью сохранения волокнистых структур и максимального удаления клеточного материала и веществ из межуточного вещества, которые являются основными антигенами, включал в себя несколько этапов с микроскопической оценкой результатов.

Способ получения сосудистого трансплантата из вены пупочного канатика человека (Фиг.1) представляет собой поэтапную технологию.

На первом этапе происходило взятие сегмента пупочного канатика в родильном зале:

а) замораживание его в обычном морозильнике. При микроскопическом контроле данных образцов было обнаружено большое количество «пузырей» в толще ткани, что говорит о том, что вода, превратившись в лед, разрывает ткани, и не только клетки, но и волокнистые структуры.

б) Фиксация в формальдегиде приводит к сильному изменению в белках, отчего они образуют избыточно прочную и непроницаемую оболочку.

в) Промывка пупочного канатика в дистиллированной воде осложняется накоплением воды не только внутри клеток, но и в волокнистых структурах. Дальнейшая обработка по удалению внутриклеточного содержимого и межуточных веществ становится затруднительной.

Исходя из вышесказанного был выбран оптимальный способ временной консервации пупочного канатика в родильном зале - промывание водопроводной водой с последующим помещением пупочного канатика в раствор 70° этилового спирта. После такой обработки при проведении микроскопии все структуры канатика остались целыми (Фиг.2, Фиг.3).

Обработка пупочного канатика должна включать в себя полное удаление клеточных элементов из тканей, а также удаление промежуточного вещества, где содержатся практически все антигены (протеогликаны, гликозаминогликаны и др.). Именно они определяют реакцию организма-хозяина на пересаженный трансплантат. Оставшиеся волокнистые структуры, в основном коллаген, а также эластин и ретикулин, будут определять упруго-деформативные качества трансплантата, и, со временем, будут элиминированы организмом-хозяином с заменой на собственную соединительную ткань.

Механическую обработку проводили следующим образом: пупочный канатик, после извлечения из раствора спирта, промывали проточной водой 20 минут. Затем сегмент канатика нанизывали на металлический буж из набора Гегера 5 мм для фиксации стенки вены. Далее проводили механическое снятия пинцетом, скальпелем и ножницами Вартолиева студня вместе с пупочными артериями, максимально оставляя только стенку вены.

Следующим этапом проводили наружное и внутреннее промывание сегмента пупочной вены раствором трипсина 20 минут, далее отмывка водопроводной водой 20 минут. На этом этапе разрушались клетки, клеточные мембраны, выводились и нейтрализовывались клеточное содержимое и межуточное вещество, что подкреплялось водным промыванием.

Продолжением было наружное и внутреннее промывание раствором детергента 20 минут с последующим промыванием водопроводной водой. Этот этап окончательно выводил остатки антигенов межуточного вещества, внутриклеточных органелл и их агрессивных ферментов, лоскуты клеточных мембран и т.д. Морфологически-микроскопический контроль показал сохранность волокнистых структур, что является основой прочностных свойств сосудистого протеза.

Именно эта технологическая цепочка в обработке пупочного канатика для получения сосудистого трансплантата диаметром 5 мм выбрана нами из всех опытных, проведенных нами технологий в количестве 5 вариантов.

Хранение в растворе этилового спирта 70°, как консерванта и стерилизирующего раствора показало хороший результат и отрицательные бакпосевы в течение 6 месяцев.

Таким образом, вена пупочного канатика является хорошим естественным перспективным материалом для изготовления биотрансплантатов с неограниченной ресурсной базой. Правильная биохимическая обработка этого биоматериала послужит основой 100% приживаемости и долгосрочной службы в организме реципиента.

Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой и общей хирургии, и может быть использовано при изготовлении биологических сосудистых трансплантатов из пупочного канатика новорожденного. Способ включает: забор канатика и механическую обработку, при этом временная консервация пупочного канатика в родильном зале проводилась с помощью промывания водопроводной водой с последующим помещением пупочного канатика в раствор 70° этилового спирта. Далее проводилась механическая обработка: пупочный канатик, после извлечения из раствора спирта, промывали проточной водой 20 мин. Затем сегмент канатика нанизывали на буж из набора Гегера 5 мм для фиксации стенки вены для механического снятия пинцетом, скальпелем и ножницами Вартолиева студня вместе с пупочными артериями, максимально оставляя только стенку вены. Затем проводили наружное и внутреннее промывание сегмента пупочной вены раствором трипсина 20 мин, далее отмывка водопроводной водой 20 мин. Далее наружное и внутреннее промывание раствором детергента 20 мин с последующим промыванием водопроводной водой и помещение на дальнейшее хранение в растворе 70° этилового спирта. Изобретение обеспечивает исключение из процесса обработки альдегиды и другие агрессивные вещества. При этом в процессе обработки максимально сохранены волокнистые структуры стенки вены. 3 ил.

Способ изготовления сосудистого трансплантата из вены пупочного канатика человека, включающий забор канатика и механическую обработку, отличающийся тем, что временная консервация пупочного канатика в родильном зале проводилась с помощью промывания водопроводной водой с последующим помещением пупочного канатика в раствор 70° этилового спирта, далее проводилась механическая обработка: пупочный канатик, после извлечения из раствора спирта, промывали проточной водой 20 мин, затем сегмент канатика нанизывали на буж из набора Гегера 5 мм для фиксации стенки вены для механического снятия пинцетом, скальпелем и ножницами Вартолиева студня вместе с пупочными артериями, максимально оставляя только стенку вены; затем проводили наружное и внутреннее промывание сегмента пупочной вены раствором трипсина 20 мин, далее отмывка водопроводной водой 20 мин, далее наружное и внутреннее промывание раствором детергента 20 мин с последующим промыванием водопроводной водой и помещение на дальнейшее хранение в растворе 70° этилового спирта.