СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ И ПРЕДИМПЛАНТАЦИОННОГО ХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОТЕЗОВ ДЛЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ХИРУРГИИ
METHOD OF STERILISATION AND PRE-IMPLANTATION STORAGE OF BIOLOGICAL PROSTHESES FOR CARDIOVASCULAR SURGERY

Изобретение относится к медицине, а именно к предимплантационной обработке биологических протезов для сердечно-сосудистой хирургии, и может быть использовано при хранении биологических протезов клапанов сердца, сосудов и т.п. до момента имплантации.
Известен способ хранения биологических протезов в растворе, содержащем метил- и пропилпарабены (Патент US 5188834, кл. A61L 27/36, опубликован 23.02.1993 г.). Недостатком этого метода является то, что парабены обладают только бактериостатическим действием и частично дезактивируются в присутствии белков, что повышает вероятность потери стерильности при длительном хранении биологических протезов.
Известен способ стерилизации и хранения ксенопротезов в 0,5% растворе глутарового альдегида (Методические указания по стерилизации ксенобиопротезов раствором глутарового альдегида. Минздрав СССР. N 28-6/26 от 19.09.1986 г.). Недостатком данного способа является длительная отмывка биопротеза от стерилизующего раствора - в течение 90 минут при интенсивном помешивании в 500 мл 0,9% стерильного раствора хлорида натрия со сменой раствора каждые 15 минут.
Известен способ консервации и стерилизации биологических протезов клапанов сердца и сосудов в буферном растворе диглицидилового эфира этиленгликоля (ДЭЭ) (патент РФ №2008767, кл. A01N 1/00, опубликован в 1994 г., бюл. №5). Консервация и стерилизация биологического материала достигается путем обработки 2-5% раствором ДЭЭ. До момента имплантации изделия хранят в этом же растворе.
Предимплантационная обработка включает отмывку биопротезов от консерванта в 500 мл стерильного 0,9% раствора натрия хлорида в течение 1 часа с троекратной сменой раствора. Данный режим отмывки позволяет полностью избавиться от несвязанного консерванта и исключить системное и локальное токсическое воздействие имплантируемого изделия на организм пациента. Недостатком данного способа является длительность режима отмывки, что приводит к увеличению времени операции.
Техническим результатом изобретения является усиление стерилизующего эффекта при хранении и сокращение времени отмывки биопротезов от консервирующего раствора перед имплантацией, за счет применения нового бактерицидного препарата, приготовленного на 0,05-0,2 М фосфатном буфере.
Предложен способ стерилизации и предимплантационного хранения биологических протезов, включающий отмывку предварительно консервированного биологического протеза в растворе стерильного 0,9% раствора хлорида натрия и помещение в стерилизующий агент на фосфатном буфере.
Отличием является то, что в качестве стерилизующего агента применяется бактерицидный препарат 2-бром-2-нитропропан-1.3-диол, приготовленный на 0,05-2,0 М фосфатном буфере при pH 4,0-8,0 в концентрации 0,01-2,0% и температуре 5-40°С.
Данный препарат известен в справочной литературе под названием Бронопол, BioBan, Protectol BN и др.
Предложенный способ позволяет получить раствор для стерилизации и хранения биологических протезов, обладающий высокой антибактериальной активностью, не оказывающий негативного воздействия на структуру и свойства предварительно консервированного биоматериала.
Используемый стерилизующий агент относится к химически синтезированным веществам и является эффективным бактерицидным средством против грамположительных и грамотрицательных бактерий, также активен против различной грибковой флоры (Патент US №4859705, кл. A01N 33/18, A01N 41/02, опубликован 22.08.1989). В косметологической промышленности 2-бром-2-нитропропан-1.3-диол широко используется в качестве консерванта, является водорастворимым препаратом, раствор стабилен при длительном хранении (см. таблицу 1).
Таблица 1.
Период разложения 2-бром-2-нитропропан-1.3-диола
Температура раствора
Период разложения в водных растворах
pH 4,0
pH 6,0
pH 8,0
5°С
>5 лет
>5 лет
6 мес
25°С
>5 лет
>5 лет
4 мес
40°С
2 года
4 мес.
8 дн.
Таким образом, наибольшая антибактериальная активность 2-бром-2-нитропропан-1.3-диола проявляется при pH 4,0-6,0 и температуре не более 40°С.
Предварительный этап консервации биологических протезов может быть осуществлен любым консервантом.
Ниже приведен пример осуществления предлагаемого способа.
Пример 1. Подготовленную по существующим методикам отбора нативную ткань промывают 0,9% раствором натрия хлорида, затем помещают в 2-5% раствор ДЭЭ (патент №2008767). Через 21 сутки консервации биологический протез отмывают в 0,9% растворе натрия хлорида в течение 1 часа с трехкратной сменой раствора и перекладывают на хранение в 0,01-2,0% раствор 2-бром-2-нитропропан-1.3-диола.
Для стерилизации и хранения биологических протезов предлагается использовать раствор 2-бром-2-нитропропан-1.3-диола с pH 4,0-8,0 и при температуре 5-40°С. Препарат разводят в 0,05-0,2 М фосфатном буфере.
Для оценки стерилизующего эффекта были проведены бактериологические испытания - образцы биоматериала, контаминированные St.aureus, E.coli, Ent.faecalis и грибами p.Candida были помещены в раствор 2-бром-2-нитропропан-1.3-диола различной концентрации на 24 часа, после чего провели исследования на стерильность (см. таблицу 2).
Таблица 2.
Результаты испытаний на стерильность
Микроорганизм
Подавление роста микроорганизмов в зависимости от концентрации раствора 2-бром-2-нитропропан-1.3-диола
0,5%
1%
2%
St.aureus
роста нет
роста нет
роста нет
E.coli
роста нет
роста нет
роста нет
Ent.faecalis
рост на 4-е сутки
роста нет
роста нет
Грибы p.Candida
роста нет
роста нет
роста нет
Результаты испытаний показывают, что предложенный способ оказывает хороший стерилизующий эффект - 1,0-2,0% раствор 2-бром-2-нитропропан-1.3-диола подавляет рост всех микроорганизмов.
Для изучения влияния предлагаемого способа стерилизации на структуру биоматериала было проведено гистологическое исследование створок аортального клапана свиньи и образцов ксеноперикарда крупного рогатого скота, консервированных в опытных растворах. Хранение биоматериала, обработанного предложенным способом, не оказывает негативного воздействия на биоматериал - коллагеновые волокна извиты, расположены компактно.
Предлагаемый способ стерилизации и хранения биологических протезов не провоцирует кальцийсвязывающую активность биоматериала. Через 60 суток после имплантации образцов, обработанных предложенным способом, под кожу крысам линии Vistar, количество кальция в биоматериале равно метаболическому и составило 2,47+0,21 ммк/мг сухой ткани.
Предложенный способ не снижает упругодеформативных свойств биоматериала, предварительно консервированного раствором ДЭЭ (см. таблицу 3).
Таблица 3.
Показатели прочности и эластичности биоматериала
Способ обработки
Прочность (МПа)
Удлинение (Е%)
Раствор ДЭЭ (по прототипу)
6.8±0.5
40.0±1.1
Раствор ДЭЭ+2-бром-2-нитропропан-1.3-диол (по предложенному способу)
6.4±0.7
43.0±2.2
Применение 2-бром-2-нитропропан-1.3-диола в пределах 0,01-2,0% обусловлено тем, что концентрация ниже 0,01% не оказывает необходимого стерилизующего эффекта, а использование свыше 2% - не технологично.
Использование раствора с pH 4,0-8,0 позволяет сохранять стабильную концентрацию стерилизующего раствора в течение длительного периода хранения и имеет значения, близкие к физиологическим.
Преимуществом предложенного способа является уменьшение времени отмывки биопротезов перед имплантацией, что сокращает время операции. Отмывать биопротез от стерилизующего раствора 2-бром-2-нитропропан-1.3-диола необходимо в 400 мл стерильного 0,9% раствора натрия хлорида в течение 10 мин с двукратной сменой раствора через 5 мин.