RU2633544C1 - Method for manufacture of valve-containing conduit from cattle jugular vein - Google Patents
Method for manufacture of valve-containing conduit from cattle jugular vein Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633544C1 RU2633544C1 RU2016122308A RU2016122308A RU2633544C1 RU 2633544 C1 RU2633544 C1 RU 2633544C1 RU 2016122308 A RU2016122308 A RU 2016122308A RU 2016122308 A RU2016122308 A RU 2016122308A RU 2633544 C1 RU2633544 C1 RU 2633544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- conduit
- biomaterial
- cattle
- manufacture
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к реконструктивной хирургии врожденных пороков сердца, и может быть использовано при изготовлении биопротезов для замещения выводного отдела правого желудочка, клапана и ствола легочной артерии у детей.The invention relates to medicine, namely to reconstructive surgery of congenital heart defects, and can be used in the manufacture of bioprostheses to replace the output section of the right ventricle, valve and trunk of the pulmonary artery in children.
Кондуиты на основе яремной вены крупного рогатого скота (ЯВ КРС), а именно ее сегменты, содержащие трехстворчатый клапан, консервированные полиглицидиловым эфиром глицерола (Denacol-313), впервые предложил в 1992 г. Yukio Ichikawa (Ichikawa Y. A New RV-PA Conduit with a Natural Valve Made of Bovine Jugular Vein. // ASAIO Journal. - 1992. - v. 38. - p. M266-M270.). В дальнейшем он с соавторами обосновал в эксперименте целесообразность ее применения для замещения выводного отдела правого желудочка, клапана и ствола легочной артерии (Ichikawa Y., Noishiki Y., Soma Т., Ishii M., Yamamoto К., Takahashi К., Mo M., Kosuge Т., Kondo J., Matsumoto A. A new antithrombogenic RV-PA valved conduit. // ASAIO Journal. - 1994. - v. 40(3). - p. M714-M718; Ichikawa Y., Noishiki Y., Kosuge Т., Yamamoto K., Kondo J., Matsumoto A. Use of a bovine jugular vein graft with natural valve for right ventricular outflow tract reconstruction: a one-year animal study. // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. - 1997. - v. 114. - p. 224-233.).Yuguo Ichikawa (Ichikawa Y. A New RV-PA Conduit) conduits based on the jugular vein of cattle (YRS cattle), namely its segments containing a tricuspid valve, preserved with polyglycidyl ether of glycerol (Denacol-313). with a Natural Valve Made of Bovine Jugular Vein. // ASAIO Journal. - 1992. - v. 38. - p. M266-M270.). Subsequently, he and his co-authors substantiated in the experiment the expediency of its use for replacing the excretory section of the right ventricle, valve, and pulmonary artery trunk (Ichikawa Y., Noishiki Y., Soma T., Ishii M., Yamamoto K., Takahashi K., Mo M ., Kosuge T., Kondo J., Matsumoto A. A new antithrombogenic RV-PA valved conduit. // ASAIO Journal. - 1994. - v. 40 (3). - p. M714-M718; Ichikawa Y., Noishiki Y., Kosuge T., Yamamoto K., Kondo J., Matsumoto A. Use of a bovine jugular vein graft with natural valve for right ventricular outflow tract reconstruction: a one-year animal study. // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. - 1997. - v. 114. - p. 224-233.).
Y. Ichikawa с соавторами предложили использовать Denacol-313 в качестве консерванта для биоматериала, так как основной компонент данного препарата - полиглицидиловый эфир глицерола, по сравнению с альдегидными консервантами, придает биоткани улучшенные упругоэластические свойства и низкую кальцийсвязывающую активность. Кроме того, с целью повышения тромборезистентности авторы предложили иммобилизовать на биоматериале гепарин - либо ковалентно, за счет прямого связывания эпоксигруппами полиглицидилового эфира глицерола, оставшимися свободными после поперечной сшивки, либо через образование комплексов с протамин-сульфатом (с последующим высвобождением гепарина в кровоток).Y. Ichikawa et al. Proposed using Denacol-313 as a preservative for biomaterial, since the main component of this preparation, polyglycidyl ether of glycerol, in comparison with aldehyde preservatives, gives biotissue improved elastic elastic properties and low calcium binding activity. In addition, in order to increase thrombotic resistance, the authors proposed to immobilize heparin on the biomaterial - either covalently, due to direct binding of the glycerol polyglycidyl ester remaining free after cross-linking by epoxy groups, or through the formation of complexes with protamine sulfate (followed by release of heparin into the bloodstream).
Недостатками способа, предложенного Y.Ichikawa с соавторами, являются:The disadvantages of the method proposed by Y. Ichikawa et al. Are:
1) Использование технического (используемого в производстве клеев, бумаги и резины) эпоксидного препарата Denacol-313, содержащего в больших количествах, помимо полиглицидилового эфира глицерола, три примеси, две из которых являются хлорсодержащими и, следовательно, потенциально токсичными;1) The use of technical (used in the manufacture of adhesives, paper and rubber) epoxy preparation Denacol-313, containing in large quantities, in addition to polyglycidyl ether glycerol, three impurities, two of which are chlorine-containing and, therefore, potentially toxic;
2) Дополнительная антитромботическая модификация гепарином нецелесообразна для данного вида биопротезов, т.к. тромботические осложнения в интракардиальной позиции клапана легочной артерии практически не встречаются. В то же время высокая частота кальцификации биоматериалов у детей, для которых предназначено данное медицинское изделие, является главным лимитирующим фактором применения биопротезов в данной возрастной группе. Поэтому целесообразным было бы включение в технологию антикальциевой обработки.2) Additional antithrombotic modification with heparin is inappropriate for this type of bioprosthesis, because thrombotic complications practically do not occur in the intracardial position of the pulmonary valve. At the same time, the high frequency of calcification of biomaterials in children for whom this medical product is intended is the main limiting factor in the use of bioprostheses in this age group. Therefore, it would be advisable to include anti-calcium treatment in the technology.
С 2001 г. компания Medtronic Inc. выпускает беспатентный коммерческий продукт - кондуит Contegra® - изготовляемый из клапансодержащих сегментов КРС, консервированных глутаровым альдегидом и хранящихся до использования в смеси 1% глутарового альдегида и 20% изопропилового спирта. Кондуит Contegra® представляет собой трубчатый сегмент ЯВ КРС длиной до 15 см, содержащий внутри, на уровне приблизительно середины длины трубчатой части, трехстворчатый естественный клапан.Since 2001, Medtronic Inc. produces a non-patented commercial product - Contegra® conduit - made from valve-containing cattle segments preserved with glutaraldehyde and stored until use in a mixture of 1% glutaraldehyde and 20% isopropyl alcohol. Conduit Contegra® is a tubular segment of UW cattle up to 15 cm long, containing inside, at the level of approximately the middle of the length of the tubular part, a tricuspid natural valve.
К настоящему времени экспериментальными и клиническими работами было доказано, что ЯВ КРС является адекватным материалом для кондуита «правый желудочек - легочная артерия» в силу ряда причин:To date, experimental and clinical studies have proved that cattle JS is an adequate material for the conduit "right ventricle - pulmonary artery" for several reasons:
- вариабельность диаметра ЯВ КРС - от 12 до 24 мм - анатомически позволяет использовать ее у детей в широком возрастном диапазоне - от периода новорожденности (12 мм) до 18 лет (24 мм);- the variability of the diameter of UW cattle - from 12 to 24 mm - anatomically allows its use in children in a wide age range - from the neonatal period (12 mm) to 18 years (24 mm);
- толщина стенки ЯВ КРС сопоставима по толщине со стенкой легочной артерии у детей;- the wall thickness of the cattle's UE is comparable in thickness to the wall of the pulmonary artery in children;
- венозный клапан предназначен для функционирования в условиях правых отделов и компетентен при низких давлениях крови; при этом створки его очень тонкие и эластичные, что не создает градиента на клапане (Carrel Т. Bovine valved jugular vein (Contegra™) to reconstruct the right ventricular outflow tract. // Expert Rev. Medical Devices. - 2004. - v. 1(1). - p. 11-19).- the venous valve is designed to function in the conditions of the right departments and is competent at low blood pressures; while its flaps are very thin and elastic, which does not create a gradient on the valve (Carrel T. Bovine valved jugular vein (Contegra ™) to reconstruct the right ventricular outflow tract. // Expert Rev. Medical Devices. - 2004. - v. 1 (1). - p. 11-19).
Недостатками кондуита Contegra®, широко используемого в клинической практике, являются:The disadvantages of Contegra® Conduit, widely used in clinical practice, are:
1) большое количество отдаленных осложнений, обусловленных стенозом дистального анастомоза (40-60% в структуре дисфункций);1) a large number of long-term complications caused by stenosis of a distal anastomosis (40-60% in the structure of dysfunctions);
2) высокая частота кальцификации стенки (трубчатой части) кондуита (17-25% удаленных кондуитов кальцинированы) (Yuan S. - M. The Contegra Valved Bovine Conduit: A Biomaterial for the Surgical Treatment of Congenital Heart Defects. // Arq. Bras. Cardiol. - 2012. - v. 99(6). - p. l159-1165.; Urso S., Rega F., Meuris В., Gewillig M., Eyskens В., Daenen W., Heying R., Meyns B. The Contegra conduit in the right ventricular outflow tract is an independent risk factor for graft replacement. // Eur. J. Cardio-thorac. Surg. - 2011. - v. 40. - p. 603- 609.).2) high frequency of calcification of the wall (tubular part) of the conduit (17-25% of the removed conduits are calcined) (Yuan S. - M. The Contegra Valved Bovine Conduit: A Biomaterial for the Surgical Treatment of Congenital Heart Defects. // Arq. Bras. Cardiol. - 2012 .-- v. 99 (6). - p. L159-1165 .; Urso S., Rega F., Meuris B., Gewillig M., Eyskens B., Daenen W., Heying R., Meyns B. The Contegra conduit in the right ventricular outflow tract is an independent risk factor for graft replacement. // Eur. J. Cardio-thorac. Surg. - 2011. - v. 40. - p. 603-609.).
Эти недостатки обусловлены использованием глутарового альдегида в качестве основного консерванта биоматериала. При подготовке биопротеза к имплантации глутаровый альдегид плохо отмывается из ткани протеза, что ведет к цитотоксическим эффектам на границе «ткань реципиента / биопротез», сопровождающимся образованием гиперпластической неоинтимы с выраженной клеточной инфильтрацией. Кроме того, хорошо известно, что химические связи, образуемые глутаровым альдегидом в биоматериале, являются центрами нуклеации фосфатов кальция из плазмы крови, с последующим ростом кристаллов гидроксиапатита, то есть служат причиной кальцификации биопротеза.These disadvantages are due to the use of glutaraldehyde as the main preservative of biomaterial. When preparing a bioprosthesis for implantation, glutaraldehyde is poorly washed from the tissue of the prosthesis, which leads to cytotoxic effects at the recipient tissue / bioprosthesis boundary, accompanied by the formation of a hyperplastic neointima with severe cellular infiltration. In addition, it is well known that chemical bonds formed by glutaraldehyde in biomaterial are nucleation centers of calcium phosphates from blood plasma, followed by the growth of hydroxyapatite crystals, that is, they cause calcification of the bioprosthesis.
Из существующего уровня техники известен способ изготовления клапансодержащего кондуита из ЯВ КРС (CN №104095692 (А), МПК A61F 2/06), включающий в себя следующие стадии:From the existing level of technology there is known a method of manufacturing a valve-containing conduit from cattle core (CN No. 104095692 (A), IPC A61F 2/06), which includes the following stages:
1. Отбор животных-доноров: в возрасте 2-5 лет, здоровых, не контактировавших с больными животными;1. The selection of animal donors: at the age of 2-5 years, healthy, not in contact with sick animals;
2. Выделение и иссечение с помощью ножа яремной вены по всей длине в течение 1 минуты;2. Isolation and excision with a jugular vein knife along the entire length for 1 minute;
3. Повторные промывания водой до полного обесцвечивания промывочной жидкости, затем временное (не более 3 ч) хранение в солевом растворе при температуре 4-10°С;3. Repeated washing with water until the rinsing liquid is completely discolored, then temporary (no more than 3 hours) storage in saline at a temperature of 4-10 ° С;
4. Первичная обработка - срезание жировой и соединительной ткани с наружной поверхности вены, тщательно избегая травмы стенки сосуда;4. Initial treatment - cutting off adipose and connective tissue from the outer surface of the vein, carefully avoiding injury to the vessel wall;
5. Промывание в сбалансированном солевом растворе при бережном перемешивании в течение 6 ч со сменой раствора через каждый час;5. Rinsing in a balanced salt solution with gentle stirring for 6 hours with a change of solution every hour;
6. Консервация 0,6% глутаровым альдегидом в течение 2 суток при температуре 4-12°С, затем - 0,3% амиловым диальдегидом в течение недели;6. Preservation of 0.6% glutaraldehyde for 2 days at a temperature of 4-12 ° C, then 0.3% with amyl dialdehyde for a week;
7. Формирование наружной оболочки из полиэфирной ткани.7. The formation of the outer shell of polyester fabric.
Недостатками способа по патенту CN №104095692 (А) являются вышеперечисленные недостатки, относящиеся к кондуиту Contegra®, так как в качестве основного консерванта использованы глутаровый и амиловый диальдегиды. Кроме того, длительное (3 ч) промывание в воде ведет к отеку тканей, а общий длительный срок отмывки до начала консервации - 9 ч (3 ч в воде и 6 ч в солевом растворе) - может явиться причиной начала аутолитических процессов с нарушением структурной целостности биоматериала в доконсервационном периоде.The disadvantages of the method according to CN patent No. 104095692 (A) are the above disadvantages related to Contegra® conduit, since glutaral and amyl dialdehydes are used as the main preservative. In addition, prolonged (3 hours) washing in water leads to tissue swelling, and the total long washing time before preservation - 9 hours (3 hours in water and 6 hours in saline) - may cause the onset of autolytic processes with a violation of structural integrity biomaterial in the pre-conservation period.
Недостатком способов изготовления кондуита Contegra® и кондуита по патенту CN №104095692 (А) является также отсутствие этапа контроля состояния клапанного аппарата как на этапе отбора сырья, так и на этапе выходного контроля изделия. Учитывая небольшой диаметр и значительную длину проксимальной (доклапанной) и дистальной (надклапанной) трубчатых частей - 6-8 см, адекватная оценка клапана невооруженным глазом невозможна. Оценка функции клапана с использованием гидродинамического стента для данного вида биопротезов является методом разрушающего контроля и, соответственно, также невыполнима.The lack of methods for the manufacture of Contegra® Conduit and Conduit according to CN patent No. 104095692 (A) is also the absence of a stage for monitoring the state of the valve apparatus both at the stage of raw material selection and at the stage of output inspection of the product. Given the small diameter and significant length of the proximal (prevalvular) and distal (supravalvular) tubular parts - 6-8 cm, an adequate assessment of the valve with the naked eye is not possible. Assessment of valve function using a hydrodynamic stent for this type of bioprosthesis is a destructive control method and, accordingly, also impossible.
Кроме того, недостатком известных способов (предложенные Y. Ichikawa, Contegra®, патент CN №104095692) является отсутствие антикальциевой обработки биоматериала в технологии изготовления кондуита. Известно, что ткани, содержащие в большом количестве эластин, к каковым относится стенка ЯВ КРС, накапливают кальций в значительно большем количестве нежели коллагенсодержащие - перикард и створки клапанов. При этом если кальцификация коллагена может быть в значительной мере угнетена за счет замены альдегидных сшивающих агентов на эпоксидные, то кальцификация эластина не зависит от выбора сшивающего агента. Риск кальцификации ксеновенозного кондуита в послеоперационном периоде тем выше, что возрастной контингент, для которого он предназначен (дети, в т.ч. первых лет жизни), наиболее подвержен данному осложнению. Соответственно, для профилактики кальцификации биоматериала необходима дополнительная антикальциевая обработка.In addition, a disadvantage of the known methods (proposed by Y. Ichikawa, Contegra®, CN Patent No. 1,04095692) is the lack of anti-calcium treatment of biomaterial in the manufacturing technology of conduit. It is known that tissues containing a large amount of elastin, to which the wall of cattle ’s belong, accumulate calcium in a much larger amount than collagen-containing ones - pericardium and valve flaps. Moreover, if the calcification of collagen can be significantly inhibited by replacing the aldehyde crosslinking agents with epoxy ones, then the calcification of elastin does not depend on the choice of a crosslinking agent. The risk of calcification of xenovenous conduit in the postoperative period is all the more so because the age group for which it is intended (children, including the first years of life) is most susceptible to this complication. Accordingly, for the prevention of calcification of biomaterial, additional anti-calcium treatment is necessary.
Известен способ антикальциевой обработки биоматериалов, предварительно консервированных эпоксидными консервантами, путем помещения биопротезов в 0,05-1,0%-ный раствор дифосфоната, содержащего в структуре аминогруппу, на 3-5 ч при температуре 18-25°С с последующей отмывкой и помещением для хранения в стерилизующий раствор (RU 2374843, МПК A01N 1/02).A known method of anticalcium treatment of biomaterials previously preserved with epoxy preservatives by placing bioprostheses in a 0.05-1.0% solution of diphosphonate containing an amino group in the structure for 3-5 hours at a temperature of 18-25 ° C, followed by washing and placing for storage in a sterilizing solution (RU 2374843, IPC A01N 1/02).
Недостатком данного способа является ряд моментов, затрудняющих ковалентное взаимодействие аминогруппы дифосфоната (бисфосфоната) и остаточной свободной эпоксигруппой, не связавшейся с биоматериалом в процессе консервации (именно на таком механизме основана технология по соответствующему патенту):The disadvantage of this method is a number of points that impede the covalent interaction of the amino group of diphosphonate (bisphosphonate) and the residual free epoxy group that did not bind to the biomaterial during the conservation process (the technology according to the corresponding patent is based on this mechanism):
1) Реакции ковалентного связывания быстрее протекают при повышении температуры. При обработке биоматериала очень высокие температуры невозможны, но 37-40°С вполне допустимы. В связи с этим температура 18-25°С, заявленная в патенте №2374843, не является оптимальной.1) Covalent binding reactions proceed faster with increasing temperature. When processing biomaterial, very high temperatures are impossible, but 37-40 ° C is quite acceptable. In this regard, the temperature of 18-25 ° C, as claimed in patent No. 2374843, is not optimal.
2) Увеличение концентрации иммобилизуемого вещества при остальных неизменных параметрах также увеличивает скорость реакции, в связи с чем 0,05-1,0% концентрация раствора дифосфоната по патенту №2374843 не является оптимальной.2) An increase in the concentration of the immobilized substance with the remaining unchanged parameters also increases the reaction rate, and therefore 0.05-1.0% concentration of the solution of diphosphonate according to patent No. 2374843 is not optimal.
Техническим результатом изобретения является создание ксеновенозного кондуита для замещения выводного отдела правого желудочка, клапана и ствола легочной артерии у детей, обладающего высокой надежностью функционирования клапанного аппарата биопротеза, а также сниженным риском дисфункций, обусловленных цитотоксическими реакциями и кальцификацией.The technical result of the invention is the creation of xenovenous conduit to replace the output section of the right ventricle, valve and trunk of the pulmonary artery in children, which has a high reliability of the valve apparatus of the bioprosthesis, as well as a reduced risk of dysfunctions due to cytotoxic reactions and calcification.
Данный результат достигается за счет усовершенствования методики изготовления кондуита из ЯВ КРС, включающей многоступенчатый контроль качества биоматериала, а также его многоступенчатую химическую обработку. Для входного контроля сырья используют эндоскопическое исследование морфологических особенностей стенки ЯВ КРС в под- и надклапанной части, а также качества створчатого аппарата. На этом этапе выбраковываются сегменты ЯВ КРС, имеющие дефекты поверхности стенки ксеновены, двух- или четырехстворчатый клапан, неравномерную площадь, недостаточную коаптацию, неравномерную по толщине структуру створок или иные внутренние дефекты, которые могут быть выявлены при эндоскопии. При этом проводят гидравлическую функциональную пробу: трубчатую часть пережимают любым «мягким» инструментом в самом проксимальном отделе, сегмент заполняют стерильным физиологическим раствором, после чего зажим снимают. В этот момент клапан должен закрыться и удерживать жидкость, заполняющую дистальный отдел. Такой клапан считается компетентным. В противном случае (при некомпетентности клапана) сегмент также подлежит выбраковке. Сегменты ЯВ КРС, прошедшие этап контроля, подлежат окончательному препарированию с последующей консервацией 5% буферным раствором эпоксидного сшивающего агента в течение 14 суток, с заменой раствора на свежий после 24 часов от момента консервации. Длительность периода от момента забора ЯВ КРС до начала консервации не должна превышать 6 ч. Через 14 суток ЯВ КРС подвергают гистологическому контролю, для чего отрезают по 0,5-1 см стенки вены с дистального и проксимального краев, выполняют стандартную проводку и окраску с последующей оценкой препаратов методом световой микроскопии. Критериями отбраковки ксеновенозных кондуитов на данном этапе являются: отек ткани, разрыхление и фрагментация коллагеновых и эластиновых элементов, присутствие нежелательных тканевых элементов (чрезмерная васкуляризация, гладкомышечные пучки, воспалительно-клеточная инфильтрация и т.д.), патологические включения (например, мелкодисперсный кальций). Кондуиты, прошедшие гистологический контроль, подвергаются антикальциевой обработке путем ковалентной иммобилизации бисфосфонового соединения, содержащего в структуре свободную аминогруппу. В качестве бисфосфонового соединения используют памидроновую, или неридроновую, или 2,2-карбоксиэтил-аминоэтидроновую кислоту или их соли. Обработку проводят путем погружения сегментов ЯВ КРС в 1,2-5% раствор бисфосфоната на 5-8 ч при 37°С. При этом следует учитывать, что чем ниже концентрация раствора бисфосфоната, тем длительнее должна быть экспозиция в нем, и наоборот. После обработки выполняют заключительный эндоскопический контроль ксеновенозного кондуита с функциональной пробой на замыкательную функцию, повторно оценивая морфологию внутренней поверхности стенки ксеновены и створчатого аппарата. Особое внимание уделяют гидравлической функциональной пробе, т.к. известно, что под действием сшивающего агента тонкие створки венозного клапана могут сморщиваться, деформироваться, в результате чего клапан теряет свою компетентность. Такие кондуиты выбраковываются. Кондуиты, прошедшие выходной эндоскопический контроль, герметично упаковывают в раствор для хранения (биоцидный консервант, не содержащий сшивающих агентов).This result is achieved by improving the methodology for the manufacture of conduit from cattle core, including multi-stage quality control of biomaterial, as well as its multi-stage chemical processing. For the incoming control of raw materials, an endoscopic study of the morphological features of the wall of the cattle core in the sub- and supravalve part, as well as the quality of the casement device, is used. At this stage, cattle core segments are rejected that have xenoven wall surface defects, a two- or four-leaf valve, uneven area, insufficient coaptation, leaflet structure uneven in thickness, or other internal defects that can be detected by endoscopy. In this case, a hydraulic functional test is carried out: the tubular part is pinched with any “soft” instrument in the proximal part itself, the segment is filled with sterile saline solution, and then the clamp is removed. At this point, the valve should close and retain the fluid filling the distal section. Such a valve is considered competent. Otherwise (if the valve is incompetent), the segment is also subject to rejection. The segments of the livestock of cattle that have passed the control stage are subject to final preparation followed by preservation with a 5% buffer solution of an epoxy crosslinking agent for 14 days, with the solution being replaced with a fresh one after 24 hours from the time of preservation. The duration of the period from the moment of collection of UW cattle to the beginning of preservation should not exceed 6 hours. After 14 days, UW cattle are subjected to histological control, for which 0.5-1 cm of the vein wall is cut from the distal and proximal edges, standard wiring and staining are performed followed by evaluation of drugs by light microscopy. Criteria for rejecting xenovenous conduits at this stage are: tissue edema, loosening and fragmentation of collagen and elastin elements, the presence of unwanted tissue elements (excessive vascularization, smooth muscle bundles, inflammatory cell infiltration, etc.), pathological inclusions (e.g. finely divided calcium) . Conduits that underwent histological control are subjected to anticalcium treatment by covalent immobilization of a bisphosphonic compound containing a free amino group in the structure. As the bisphosphonic compound, pamidronic, or non-hadronic, or 2,2-carboxyethylaminoethidronic acid or salts thereof are used. The treatment is carried out by immersion of segments of the cattle ores in a 1.2-5% solution of bisphosphonate for 5-8 hours at 37 ° C. It should be borne in mind that the lower the concentration of the bisphosphonate solution, the longer the exposure should be in it, and vice versa. After processing, a final endoscopic control of the xenovenous conduit with a functional breakdown for the closure function is performed, re-evaluating the morphology of the inner surface of the xenoven wall and the sash apparatus. Particular attention is paid to the hydraulic functional test, as it is known that under the action of a crosslinking agent, the thin valves of the venous valve can shrink, deform, as a result of which the valve loses its competence. Such conduits are rejected. Conduits that have passed endoscopic inspection are sealed in a storage solution (biocidal preservative that does not contain crosslinking agents).
Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
Фиг. 1A, 1Б. Верификация данных визуального осмотра сегментов невооруженным глазом. Разрезанный параллельно продольной оси клапансодержащий сегмент яремной вены крупного рогатого скота. А - трехстворчатый клапан; Б - двустворчатый клапан с редуцированными створками.FIG. 1A, 1B. Verification of visual inspection data of segments with the naked eye. The valve-containing segment of the jugular vein of cattle cut parallel to the longitudinal axis. A - tricuspid valve; B - bicuspid valve with reduced wings.
Фиг. 2. Эндоскопическая картина замкнутого ксеновенозного клапана. А-В - варианты дефектов венозного клапана: А - атрезия одной из створок; Б - недостаток площади одной из створок; В - избыточная длина свободного края двух створок венозного клапана. Г - компетентный 3-створчатый клапан с однородной структурой и анатомически правильным расположением створок.FIG. 2. Endoscopic picture of a closed xenovenous valve. AB — variants of defects of the venous valve: A — atresia of one of the valves; B - lack of area of one of the wings; In - the excess length of the free edge of the two valves of the venous valve. G - competent 3-leaf valve with a homogeneous structure and anatomically correct arrangement of the valves.
Фиг. 3. Микроскопическое строение ксеновенозной стенки: А - нормальная структура, плотная упаковка коллагеновых и эластиновых волокон (окраска гематоксилин-эозином); Б - выраженный отек биоматериала, нарушение восприятия красителя (окраска гематоксилин-эозином). Исх. ув. × 400.FIG. 3. Microscopic structure of the xenovenous wall: A - normal structure, tight packing of collagen and elastin fibers (hematoxylin-eosin staining); B - pronounced edema of the biomaterial, impaired perception of the dye (hematoxylin-eosin staining). Ref. SW. × 400.
Ниже приведены примеры осуществления заявляемого способа.The following are examples of the implementation of the proposed method.
Пример 1Example 1
Клапансодержащие сегменты яремной вены крупного рогатого скота, отобранные на мясокомбинате и очищенные по существующим методикам, оценивают визуально невооруженным глазом на наличие 3-створчатого клапана. На данном этапе ксеновенозных сегментов потенциально пригодными для создания кондуита оказались лишь 30% ксеновенозных сегментов, содержащих 3-створчатый клапан (фиг. 1А). Остальные сегменты содержали 2- или 4-створчатый клапан; створки располагались на разном уровне либо существенно различались по площади (фиг. 1Б). Первично отобранные сегменты просматривают с использованием эндоскопа (Hopkins Telescope 45°, Karl Storz, Германия). При визуализации обращают внимание на количество створок, их анатомическое строение и структуру, осесимметричность и качество смыкания (проведение гидравлической пробы).The valve-containing segments of the jugular vein of cattle, selected at the meat processing plant and cleaned according to existing methods, are evaluated visually with the naked eye for the presence of a 3-leaf valve. At this stage, the xenovenous segments only 30% of the xenovenous segments containing the 3-leaf valve turned out to be potentially suitable for creating conduit (Fig. 1A). The remaining segments contained a 2- or 4-leaf valve; the valves were located at different levels or significantly varied in area (Fig. 1B). Primarily selected segments are viewed using an endoscope (Hopkins Telescope 45 °, Karl Storz, Germany). When visualizing pay attention to the number of valves, their anatomical structure and structure, axisymmetry and quality of closure (conducting a hydraulic test).
Для проведения эндоскопии ксеновенозный клапансодержащий сегмент заполняют стерильным 0,9% раствором натрия хлорида и пережимают мягким зажимом с защищенными браншами в наиболее проксимальной (подклапанной) части. После введения эндоскопа продвигают его в направлении клапана так, чтобы обеспечить наилучшую визуализацию стенки и створчатого аппарата. После получения и документирования изображения клапана (либо обнаруженного дефекта стенки) снимают зажим с подклапанной части и оценивают запирательную функцию клапана. Клапан считают компетентным, если он остается в замкнутом состоянии и удерживает столб жидкости над клапаном.For endoscopy, the xenovenous valve-containing segment is filled with a sterile 0.9% sodium chloride solution and squeezed with a soft clip with protected branches in the most proximal (subvalvular) part. After the introduction of the endoscope, it is advanced in the direction of the valve so as to provide the best visualization of the wall and the sash. After obtaining and documenting the image of the valve (or detected wall defect), the clip is removed from the subvalvular part and the locking function of the valve is evaluated. A valve is considered competent if it remains closed and holds a column of fluid above the valve.
Результаты эндоскопической оценки трехстворчатых клапанов, пропущенных на этапе визуального контроля, позволили выявить различные дефекты почти у 50% клапанов: недостаточную для полноценного смыкания площадь одной или нескольких створок (фиг. 2А), анатомические отверстия (фиг. 2Б) либо дефекты свободного края створок (фиг. 2В). Таким образом, для создания кондуитов может быть использовано не более 15% исходного сырья. Это сегменты, имеющие достаточную длину под- и надклапанной частей, компетентный 3-створчатый клапан с однородной структурой и анатомически правильным расположением створок (фиг. 2Г).The results of an endoscopic assessment of tricuspid valves missed during the visual inspection stage revealed various defects in almost 50% of the valves: the area of one or several valves (insufficient for full closure) (Fig. 2A), anatomical openings (Fig. 2B), or defects in the free edge of the valves ( Fig. 2B). Thus, no more than 15% of the feedstock can be used to create conduits. These are segments having a sufficient length of the sub- and supravalvular parts, a competent 3-leaf valve with a homogeneous structure and anatomically correct arrangement of the valves (Fig. 2G).
Сегменты, успешно прошедшие входной контроль, подвергают консервации эпоксидным сшивающим агентом по существующим методикам, а именно - 5% раствором диглицидилового эфира этиленгликоля, приготовленным на фосфатном буфере (рН 7,4).Segments that have successfully passed the input control are subjected to preservation with an epoxy crosslinking agent according to existing methods, namely, a 5% solution of ethylene glycol diglycidyl ether prepared in phosphate buffer (pH 7.4).
После окончания срока консервации (14 суток) выполняют гистологический контроль кондуитов. Для этого срезают по 0,5 см наиболее дистальной и наиболее проксимальной частей ксеновенозной стенки, выполняют стандартную гистологическую проводку и заливку в блоки, с помощью микротома получают стандартные серийные срезы толщиной 4 мкм, которые окрашивают гематоксилин-эозином и пикрофуксином по Ван-Гизон. При просмотре препаратов выявляют состояние волокнистых структур и наличие/отсутствие инородных тканевых и/или неорганических включений. Нормальная структура ксеновенозной стенки не содержит инородных неорганических включений, мышечных элементов; коллагеновые и эластиновые волокна плотно упакованы, без признаков отека и разрыхления (фиг. 3А). Наиболее частым критерием выбраковки (5-10%) является отек ткани (фиг. 3Б).After the end of the conservation period (14 days), histological monitoring of conduits is performed. For this, 0.5 cm of the most distal and most proximal parts of the xenovenous wall is cut, standard histological wiring and block filling are performed, using a microtome, standard serial sections of 4 μm thickness are obtained, which are stained with hematoxylin-eosin and picrofuxin according to Van Gieson. When viewing drugs, the state of fibrous structures and the presence / absence of foreign tissue and / or inorganic inclusions are revealed. The normal structure of the xenovenous wall does not contain foreign inorganic inclusions, muscle elements; collagen and elastin fibers are tightly packed, without signs of swelling and loosening (Fig. 3A). The most common criterion for rejection (5-10%) is tissue edema (Fig. 3B).
Кондуиты, получившие положительное заключение по результатам гистологического контроля, подвергают антикальциевой модификации памидроновой кислотой. Обработку производят в 1,2% водном растворе памидроновой кислоты при температуре 37°С в течение 8 ч. После этого кондуиты отмывают от несвязанных бисфосфонатов в 0,9%-ном растворе NaCl в течение 20 мин с двукратной сменой раствора и выполняют заключительный эндоскопический контроль с функциональной гидравлической пробой по описанной выше методике.Conduits who received a positive conclusion on the results of histological control are subjected to anticalcium modification with pamidronic acid. The treatment is carried out in a 1.2% aqueous solution of pamidronic acid at a temperature of 37 ° C for 8 hours. After that, the conduits are washed from unbound bisphosphonates in a 0.9% NaCl solution for 20 minutes with a double change of solution and a final endoscopic control is performed with functional hydraulic breakdown as described above.
Кондуиты, имеющие положительное заключение по результатам эндоскопического контроля, помещают для хранения в раствор биоцидной композиции, сохраняющей стерильность изделия в течение длительного времени.Conduits who have a positive conclusion on the results of endoscopic control are placed for storage in a solution of a biocidal composition that preserves the sterility of the product for a long time.
Пример 2Example 2
Все стадии изготовления кондуитов выполнены аналогично примеру 1, но для антикальциевой модификации в качестве бисфосфонового соединения выбрана неридроновая кислота. Обработку производят в 2,5% водном растворе неридроновой кислоты при температуре 37°С в течение 6 ч.All stages of the manufacture of conduits were carried out analogously to example 1, but for anti-calcium modification as a bisphosphonic compound selected non-uronic acid. The treatment is carried out in a 2.5% aqueous solution of non-hadronic acid at a temperature of 37 ° C for 6 hours
Пример 3Example 3
Все стадии изготовления кондуитов выполнены аналогично примеру 1, но для антикальциевой модификации применяют 2,2-карбоксиэтил-аминоэтидроновая кислоту. Обработку проводят в 5% водном растворе 2,2-карбоксиэтил-аминоэтидроновой кислоты при температуре 37°С в течение 5 ч.All stages of the manufacture of conduits are performed analogously to example 1, but 2,2-carboxyethyl-aminoethidronic acid is used for the anti-calcium modification. The treatment is carried out in a 5% aqueous solution of 2,2-carboxyethyl-aminoethidronic acid at a temperature of 37 ° C for 5 hours
Количество иммобилизованных бисфосфонатов при использовании вышеперечисленных кислот для антикальциевой модификации представлено в табл. 1.The amount of immobilized bisphosphonates when using the above acids for calcium modification is presented in table. one.
Для сравнительной оценки эффективности антикальциевой модификации изготавливали образцы кондуитов в соответствии со способом по патенту RU 2374843. Для этого консервировали ЯВ КРС 5% раствором диглицидилового эфира этиленгликоля. Через 14 суток консервации биоматериал отмывали в 0,9%-ном растворе NaCl в течение 1 ч с трехкратной сменой раствора и помещали на 4 ч при комнатной температуре в 0,9% растворы памидроновой или 2,2-карбоксиэтил-аминоэтидроновой кислот, приготовленные на фосфатном буфере при рН 7,4. По истечении данного времени биопротезы отмывали в 0,9%-ном растворе NaCl в течение 40 мин с двукратной сменой раствора и помещали для хранения в 1% раствор, например, в 2-бром-2-нитропропан-1,3 диола.For a comparative assessment of the effectiveness of the anticalcium modification, conduit samples were prepared in accordance with the method according to the patent RU 2374843. For this, cattle core was preserved with a 5% solution of diglycidyl ether of ethylene glycol. After 14 days of preservation, the biomaterial was washed in a 0.9% NaCl solution for 1 h with a three-fold change of solution and placed for 4 h at room temperature in 0.9% solutions of pamidronic or 2,2-carboxyethylaminoethidronic acid, prepared on phosphate buffer at pH 7.4. After this time, the bioprostheses were washed in a 0.9% NaCl solution for 40 minutes with a two-time change of the solution and placed in a 1% solution, for example, in 2-bromo-2-nitropropane-1,3 diol.
Количество иммобилизованных бисфосфонатов для антикальциевой модификации (примеры по заявленному способу и по патенту RU 2374843) представлено в табл. 1.The number of immobilized bisphosphonates for anticalcium modification (examples according to the claimed method and patent RU 2374843) are presented in table. one.
Оценку биологической эффективности антикальциевой обработки осуществляли с помощью стандартной модели ускоренной кальцификации путем подкожной имплантации исследуемого материала крысам линии Vistar на 60 суток с последующим количественным анализом содержания кальция в ткани. В качестве контрольных использовали образцы биоматериала, консервированные глутаровым альдегидом (ГА) и диглицидиловым эфиром этиленгликоля (ДЭЭ) без антикальциевой обработки. Наименьшее накопление кальция в образцах ксеновенозной стенки было достигнуто при консервации его эпоксидным соединением (диглицидиловым эфиром этиленгликоля, ДЭЭ) с иммобилизацией 2,2-карбоксиэтил-аминоэтидроновой, памидроновой и неридроновой кислот по предложенному способу (табл. 2).The biological effectiveness of anti-calcium treatment was assessed using the standard model of accelerated calcification by subcutaneous implantation of the test material to Vistar rats for 60 days, followed by a quantitative analysis of the calcium content in the tissue. As control samples, biomaterial samples preserved with glutaraldehyde (HA) and ethylene glycol diglycidyl ether (DEE) without calcium treatment were used. The smallest accumulation of calcium in the samples of the xenovenous wall was achieved when it was preserved with an epoxy compound (diglycidyl ether of ethylene glycol, DEE) with the immobilization of 2,2-carboxyethyl aminoethidronic, pamidronic and non-iridronic acids according to the proposed method (Table 2).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016122308A RU2633544C1 (en) | 2016-06-06 | 2016-06-06 | Method for manufacture of valve-containing conduit from cattle jugular vein |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016122308A RU2633544C1 (en) | 2016-06-06 | 2016-06-06 | Method for manufacture of valve-containing conduit from cattle jugular vein |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2633544C1 true RU2633544C1 (en) | 2017-10-13 |
Family
ID=60129433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016122308A RU2633544C1 (en) | 2016-06-06 | 2016-06-06 | Method for manufacture of valve-containing conduit from cattle jugular vein |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2633544C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2721867C1 (en) * | 2019-10-31 | 2020-05-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of producing a valve-containing conduit for connecting a right ventricle and a pulmonary artery trunk and a valve-containing conduit made by this method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000048531A1 (en) * | 1999-02-18 | 2000-08-24 | Venpro | A bifurcated biological pulmonary valved conduit |
RU47220U1 (en) * | 2005-03-23 | 2005-08-27 | Научный центр сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева РАМН | CONDUIT VALVE-CONTAINING BREAST CATTLE FROM JAW VEIN |
RU2374843C1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-10 | Закрытое акционерное общество "НеоКор" (ЗАО "НеоКор") | Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves |
RU2429023C1 (en) * | 2010-07-20 | 2011-09-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (УРАМН НИИ КПССЗ СО РАМН) | Method for making biological venous-valve prosthesis |
RU2445940C1 (en) * | 2010-11-03 | 2012-03-27 | Федеральное государственное учреждение "Всероссийский центр глазной и пластической хирургии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" | Method for producing allogenic transplants of cardiac vessels with valves |
CN104095692A (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | 天津市塑料研究所有限公司 | Method for manufacturing bovine jugular vein valved conduit |
-
2016
- 2016-06-06 RU RU2016122308A patent/RU2633544C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000048531A1 (en) * | 1999-02-18 | 2000-08-24 | Venpro | A bifurcated biological pulmonary valved conduit |
RU47220U1 (en) * | 2005-03-23 | 2005-08-27 | Научный центр сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева РАМН | CONDUIT VALVE-CONTAINING BREAST CATTLE FROM JAW VEIN |
RU2374843C1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-10 | Закрытое акционерное общество "НеоКор" (ЗАО "НеоКор") | Method of anticalcium treatment of biological prostheses of heart valves |
RU2429023C1 (en) * | 2010-07-20 | 2011-09-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (УРАМН НИИ КПССЗ СО РАМН) | Method for making biological venous-valve prosthesis |
RU2445940C1 (en) * | 2010-11-03 | 2012-03-27 | Федеральное государственное учреждение "Всероссийский центр глазной и пластической хирургии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" | Method for producing allogenic transplants of cardiac vessels with valves |
CN104095692A (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | 天津市塑料研究所有限公司 | Method for manufacturing bovine jugular vein valved conduit |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2721867C1 (en) * | 2019-10-31 | 2020-05-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of producing a valve-containing conduit for connecting a right ventricle and a pulmonary artery trunk and a valve-containing conduit made by this method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101128225B (en) | An implantable biomaterial and a method of producing same | |
DK175719B1 (en) | tissue graft | |
JPH07501465A (en) | Fetal membrane tube for nerve and vascular grafts | |
JPH11503051A (en) | Peracetic acid cross-linked non-antigenic ICL graft | |
CN109620978A (en) | Sterilization method | |
JP2022534228A (en) | Methods for preventing the formation of calcified deposits and inactivating xenoantigens in biological matrices | |
JPH04501077A (en) | Preparation method of bovine pericardium material and its uses | |
CN111603611A (en) | Cell-derived matrix tubular scaffold and preparation method thereof | |
JP2023076668A (en) | Method for producing decellularized material for transplantation, and graft composition composed of biocompatible material containing the material | |
Durko et al. | Tissue engineered materials in cardiovascular surgery: the surgeon's perspective | |
RU2633544C1 (en) | Method for manufacture of valve-containing conduit from cattle jugular vein | |
RU2362492C1 (en) | Method of aortic and pulmonary artery homograft isolation from donor heart | |
US20220331488A1 (en) | Prosthetic Tissue Treatment For Desirable Mechanical Properties | |
Noishiki et al. | Development and evaluation of a pliable biological valved conduit. Part I: preparation, biochemical properties, and histological findings | |
Lu et al. | In vivo self-assembly of small diameter pulmonary visceral pleura artery graft | |
JP7411223B2 (en) | Method for transparentizing a specimen and method for producing a transparent specimen | |
WO2017067295A1 (en) | Artificial biological blood vessel having valve and preparation method thereof | |
RU2202991C2 (en) | Extracardiac valve-containing conduit and method for producing it | |
JPS60501540A (en) | Extracellular matrix body implants and means and methods for their manufacture and use | |
TW201711644A (en) | A living tissue-derived sheet, a tubular structure obtained by the sheet and an artificial blood vessel consisting of the structure | |
RU2525197C1 (en) | Cardiovascular homograft (versions), method for preparing homograft, homograft tissue exposure medium (versions) | |
Tardalkar et al. | Heparin coated decellularized xenogeneic small diameter vascular conduit for vascular repair with early luminal reendothelialization | |
RU2797632C1 (en) | Method of manufacturing a vascular graft from the vein of the human umbilical cord | |
Sembiring et al. | Comparative Assessment of Various Concentration and Exposure Time of Sodium Dodecyl Sulfate as Decellularization Agents for Small-Vessels Vascular Tissue Engineering | |
Sembiring et al. | Comparative Assessment of Various Concentration and Exposure Time of Sodium Dodecyl Sulfate as Decellularization Agents for Small-Vessels Vascular Tissue Engineering. Open Access Maced J Med Sci. 2022 Jun 28; 10 (B): 1-9 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190607 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200522 |