СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕТОКСИЧНОГО ПОРИСТОГО ИМПЛАНТАТА ИЗ ПОЛИМОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ КОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ ДЛИННЫХ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ
METHOD FOR PREPARING NON-TOXIC POROUS IMPLANT OF POLYLACTIC ACID FOR BUILDING OF LONG BONE DEFECTS

Изобретение относится к медицине и может быть использовано, в частности, в травматологической и ортопедической практике для репарации полных дефектов трубчатых костей при диастазе до 2-2,5 см, в частности, при образовании дефекта после резекции ложного сустава длинных трубчатых костей. При возникновении травматических дефектов или в других ситуациях, связанных с запланированной резекцией патологического участка такой кости, одним из перспективных методов является замещение костного дефекта биодеградируемым имплантом.
Из предложенных методов в последнее время обращает на себя внимание изготовление импланта из полимолочной кислоты. Преимуществом этого материала является ареактивность живых тканей, гипоаллергенность, достаточно продолжительная деградация, отсутствие выделения токсических продуктов при ферментативной деполимеризации в тканях (молочная кислота входит в цикл Кребса).
Требования к имплантату:
Он должен быть пористым (Диаметр пор 100-200 нм (Cima, L.G., Vacanti, J.P., Vacanti, C., et al. Tissue engineering by cell transplantation using degradable polymer substrates. J. Biomech. Eng. Стр.113, 143, 1991), поры должны сообщаться между собой, что способствует прорастанию грануляционной ткани, миграции фибробластов с трансформацией их в остеобласты на стенках пор матрицы с последующей ее биодеградацией.
Известны следующие способы получения пористого материала из полимолочной кислоты:
- Выщелачивание частиц из выпаренного или лиофилизированного раствора полимера (Mikos A.G. и др. Preparation and characterisation of polylactic acid foams. Polymer, №35, стр 1035, 1994), в котором растворяют полимер в соответствующем органическом растворителе (ксилол, хлороформ, метиленхлорид), затем добавляют в раствор соответствующие частицы порогена, нерастворимые в данном растворителе (водорастворимые соли и др.), затем удаляют органический растворитель и удаляют частицы порогена растворением в полярном растворителе (вода и др.). Преимуществом способа является то, что при использовании от 70% порогена по весу относительно веса полимера образующиеся поры являются высоко взаимосвязанными. Использование токсичных органических растворителей с вероятностью неполного удаления их из пористой структуры материала является недостатком данного способа.
- Вспенивание газом под высоким или сверхвысоким давлением (Novel approach to fabricate porous sponges of poly(-lactic-co-glycolic acid) without the use of organic solvents. David J. Mooney, Daniel F. Baldwin, Nam P. Suh, Joseph P. Vacanti and Robert Langer. Biomaterials Volume 17, Issue 14, July 1996, Pages 1417-1422), требует длительного времени и/или оборудования для создания высокого давления нейтральных газов.
- Фазовая сепарация, спинодальная декомпозиция или эмульсификация с последующей лиофилизацией, задействуют токсичные органические высокомолекулярные растворители (нафталин, фенол, 1,4-диоксан) либо, при использовании техники эмульсификации с последующей криолиофилизацией, получаемый размер пор обычно не превышает 10-30 нм, что негативно сказывается на динамике биодеградации полимерной матрицы in vivo и не способствует миграции клеток в поры матрицы.
- Литье в форму после внесения порогена в расплав, где в качестве порогена используют желатин - биологически неинертное вещество сложной белковой структуры (Cima, L.G., Vacanti, J.P., Vacanti, C., et al. Tissue engineering by cell transplantation using degradable polymer substrates. J. Biomech. Eng. Стр.113, 143, 1991. Thomson, Robert C.1; Yaszemski, Michael J.2; Powers, John M.3; Mikos, Antonios G. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, Volume 7, Number 1, 1996, стр.23-38), обладающее антигенной активностью.
Задачей данного изобретения является разработка методики получения пористого имплантата из полимолочной кислоты без применения токсических растворителей с заданным диаметром пор, связанных между собой.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения нетоксичного пористого импланта из полимолочной кислоты для замещения дефектов длинных трубчатых костей, включающем расплавление гранул полимолочной кислоты в металлическом тигле с добавлением порогена, в качестве порогена используют кристаллы поваренной соли размером 100-250 нм с последующим вымыванием их в дистиллированной воде с добавлением антисептиков, при этом тигель погружен в нагретое термостойкое минеральное масло.
Способ осуществляют следующим образом.
Берут навеску из гранул полимолочной кислоты в количестве 30 г, кристаллов соли в количестве 15 г, размер кристаллов 100-250 нм, помещают в нержавеющий стальной тигель. Тигель нагревают до температуры перехода полимера в вязкое состояние (185-190°C). Теплопередача к тиглю от нагревательного элемента электропечи с термостатом происходит при помощи погружения тигля в термостойкое минеральное масло. Температуру контролируют погруженным в минеральное масло датчиком электронного термометра. При достижении нужной температуры (~190°C) и вязкости содержимое тигля механически перемешивают до гомогенного состояния. Полученную массу помещают в цилиндрическую либо иной конфигурации металлическую форму и охлаждают в ней. Затем, после охлаждения, соль устраняют из готового имплантата с помощью промывания водными растворами антисептиков.
Предлагаемый способ получения высокопористого имплантата из полимолочной кислоты позволяет получить нетоксичный имплант, простой в применении, не требующий сложного аппаратурного оформления.
Способ позволяет равномерно без сгорания расплавить гранулы полимера и получить пористый материал с контролируемым размером пор, зависимым от размера частиц порогена, с предсказуемой степенью взаимосвязанности пор, не загрязненный органическими растворителями.