КАРКАС ДЛЯ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ ЖЕЛЧНОГО ПРОТОКА

Полезная модель относится к изделиям медицинского назначения, а именно, к изделиям, применяемым в хирургии желчных протоков, а также для создания тканеинженерной конструкции желчного протока.
Известен каркас из рассасывающихся биосовместимых полимеров, состоящий из 2 слоев [Chen Zong, Meicong Wang, Fuchun Yang, Guojun Chen, Jiarong Chen, Zihua Tang, Quanwen Liu, Changyou Gao, Lie Ma and Jinfu Wang. A novel therapy strategy for bile duct repair using tissue engineering technique: PCL/PLGA bilayered scaffold with hMSCs. J Tissue Eng Regen Med (2015). Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com) DOI: 10.1002/term.1996]. Внутренний слой изготовлен из пленки поликапролактона (PCL), обладающего медленной кинетикой деградации и хорошими механическими свойствами, наружный - из сополимера полилактида с гликолидом (PLGA), обладающего мультипористостью и сравнительно большой скоростью деградации.
Для изготовления каркаса на стеклянной трубочке нужного диаметра окунанием в 15% раствор поликапролактона с тетрагидрофураном формовалась пленка (сплошной внутренний слой) из PCL наружный мультипористый слой из PLGA был получен с помощью желатиновых частиц (желатин использовался в качестве порообразователя), которые добавлялись в раствор PLGA/диоксан, выщелачиванием. Конструкция проходила несколько стадий замораживания - сублимации [Qingliang Zhou, Yihong Gong, Changyou Gao. Microstructure and mechanical properties of poly(L-lactide) scaffolds fabricated by gelatin particle leaching method. Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 98: 1373-1379, 2005].
Недостатком конструкции является отсутствие развитой поверхности на внутреннем слое, который представлен непроницаемой пленкой из PCL, что не способствует формированию ткани.
Технической задачей является каркас для протезирования желчного протока, сочетающий пористость внутреннего и наружного слоев и наличие сплошного среднего слоя.
Технический результат состоит в том, что благодаря пористости внутреннего и наружного слоев обеспечивается лучшая адгезия и пролиферация клеток и формирование ткани, а сплошной средний слой предотвращает просачивание желчи из просвета каркаса наружу. При этом прочностные характеристики каркаса соответствуют параметрам нативного желчного протока.
Поставленная задача решается каркасом для протезирования желчного протока из биосовместимых рассасывающихся полимеров в виде трубки, содержащим три слоя: внутренний, толщиной 0,2-0,4 мм, изготовлен из поликапролактона с диаметром волокон 0,5-10,0 мкм, пористостью 64-95%, средний слой, толщиной 0,1-0,3 мм, изготовлен из пленки поликапролактона, наружный слой, толщиной 0,2-0,4 мм, изготовлен из волокон сополимера поли D-L лактида с гликолидом с диаметром волокон 0,6-14,0 мкм, пористостью 72-95%.
Каркас получают методом электроформования [Ю.Н. Филатов, Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс) / Под редакцией В.Н. Кириченко.- М.: ГНЦ РФ НИФХИ им. Л.Я. Карпова, 1997. - 297 стр.], обеспечивающим устойчивый рост различных клеток, как на поверхности, так и в структуре материала из биосовместимых рассасывающихся полимеров [Е.В. Сытина, Т.Х. Тенчурин, С.Г. Рудяк, В.П. Сапрыкин, О.А. Романова, А.С. Орехов, А.Л. Васильев, А.А. Алексеев, С.Н. Чвалун, М.А. Пальцев, А.А. Пантелеев. Сравнительная оценка биосовместимости полимерных матриксов, полученных путем электроформования, и их использование для создания объемных дермальных эквивалентов, Молекулярная медицина, №6, 2014, с. 38-47].
На фигуре представлен каркас для протезирования желчного протока, где
1 - внутренний пористый слой из волокон PCL,
2 - средний слой из пленки PCL,
3 - наружный пористый слой из волокон сополимера поли D-L лактида с гликолидом.
Сущность полезной модели состоит в том, что методом электроформования изготавливают каркас для протезирования желчного протока из полимерных растворов на основе PCL и поли D-L лактида с гликолидом. При этом внутренний и наружный слои выполнены из нетканых волокнистых пористых полимеров с длительным сроком рассасывания, что обеспечивает большую удельную поверхность для роста клеток, прорастания сосудов и формирования нативной ткани, средний слой - из пленки длительно рассасывающегося полимера, препятствующей протеканию желчи из просвета протеза.
Применение предполагаемой полезной модели обеспечивает каркасную функцию для заселения клеток при сохранении прочностных характеристик нативного желчного протока (табл. 1, 2).
Приводим примеры изготовления каркаса для протезирования желчного протока с использованием двух полимеров PCL и поли D-L лактида с гликолидом.
Пример 1. Изготовление каркаса для протезирования желчного протока с использованием двух полимеров: PCL и поли D-L лактида с гликолидом.
Получение внутреннего слоя проводят методом электроформования из 7% раствора PCL, изготовленного в Sigma-aldrich. В результате на приемном электроде образуется волокнистый слой толщиной 0,3 мм, состоящий из волокон с диаметром 2,2 мкм, пористостью 68%. Средний слой, непроницаемый для желчи, формуется непосредственно на внутренний слой. Толщина этого слоя составила 0,15 мм. Поверх этого слоя наносят наружный слой из высохших волокон поли D-L лактида с гликолидом. Диаметр волокон составил 2,2 мкм, пористость - 75%, толщина слоя 0,4 мм.
Изготовленный таким образом каркас обладает следующими характеристиками (табл. 1):
Пример 2. Для изготовления каркаса для протезирования желчного протока использовались те же полимеры PCL и поли D-L лактида с гликолидом. Процесс получения такой же. Толщина внутреннего слоя составила 0,35 мм, диаметр волокон - 2,6 мкм, пористость - 72%; толщина среднего слоя - 0,2 мм; толщина наружного слоя 0,3 мм, диаметр волокон 3,0 мкм, пористость 89%.
Изготовленный таким образом каркас обладает следующими характеристиками (табл. 2):
2
Полученные результаты показывают хорошее совпадение величины прочности каркаса с прочностью нативного желчного протока. Важным результатом является примерно одинаковое соотношение величин продольной и поперечной прочности полученных каркасов и нативного желчного протока, а также модуля Юнга. Изготовление внутреннего слоя из волокон диаметром 0,5-10, 0 мкм, пористостью 64-95%, наружного слоя с диаметром волокон 0,6-14,0 мкм, пористостью 72-95% позволило получить удельную поверхность этих слоев на уровне 8,0 м/г, что обеспечивает хорошую адгезию, пролиферацию клеток и формирование нативной ткани.