СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОСТНОГО АЛЛОТРАНСПЛАНТАТА

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОСТНОГО АЛЛОТРАНСПЛАНТАТА


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2147800 (13) C1

(51) 7 A01N1/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.09.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2000.04.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 99102801/14 
(22) Дата подачи заявки: 1999.02.17 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.02.17 
(45) Опубликовано: 2000.04.27 
(56) Аналоги изобретения: Савельев В.И. Деминерализованная кость как особая разновидность костно-пластического материала. Сб.н.тр. - Л.: НИИТО, 1983, с.3-12. SU 214021 А, 12.05.68. SU 1152556 А, 30.04.85. SU 1556614 А1, 15.04.90. SU 1709973 А1, 07.02.92. SU 640725 А, 10.01.79. SU 209481 А, 23.11.67. 
(71) Имя заявителя: Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им.Н.Н.Приорова 
(72) Имя изобретателя: Лекишвили М.В.; Касымов Ильгар Абульфас оглы 
(73) Имя патентообладателя: Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им.Н.Н.Приорова; Лекишвили Михаил Васильевич; Касымов Ильгар Абульфас оглы 
(98) Адрес для переписки: 125299, Москва, ул.Приорова 10, ЦИТО им.Н.Н.Приорова, лаборатория "Костный банк", Лекишвили М.В. 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОСТНОГО АЛЛОТРАНСПЛАНТАТА 

Изобретение относится к медицине. Способ изготовления костного аллотрансплантата может быть использован в травматологии, ортопедии и других областях восстановительной хирургии для осуществления костной пластики. Способ включает проведение механической обработки и промывки заготовки из костного материала, выполнение в ней сквозных отверстий, деминерализацию в растворе соляной кислоты, консервацию деминерализованной заготовки с помощью лиофильной сушки, стерилизацию после окончания сушки, осуществляемую путем облучения заготовки, помещенной в герметичную упаковку, пучком ускоренных электронов дозой 15-18 кГр в течение 16-20 с. Способ обеспечивает повышение качества аллотрансплантата. 1 с. и 3 з.п. ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии, травматологии и другим областям восстановительной хирургии, и может быть использовано при заготовке костных трансплантатов, предназначенных для осуществления костной пластики.

Известен способ изготовления аллотрансплантата, который заключается в последовательно проводимых механической очистке полученной от донора заготовки из костной ткани, обработке ее раствором перекиси водорода, стерилизации парами формалина, размещении в герметизируемые стеклянные ампулы, замораживании в холодильной камере при температуре минус 70oC и хранении заготовленного трансплантата до его клинического использования при температуре минус 30oC (см. кн: Имамалиев А.С. Биологическая оценка трансплантируемых тканей. М.: Наука, 1975 г., с. 48-57 [1]).

Полученный по способу [1] замороженный кортикальный аллотрансплантат отличается высокой механической прочностью, но не обладает, однако, заметными остеоиндуктивными свойствами, не обеспечивая при клиническом использовании быстрой перестройки и высокой регенерации костной ткани в области пересадки.

Известен способ изготовления аллотрансплантата, включающий механическую обработку полученной от донора заготовки из костного материала, промывку ей холодной водой, деминерализацию в 1,2-3,6 н. растворе соляной кислоты, промывку деминерализованной заготовки в дистилляте и в физиологическом растворе, стерилизацию и консервацию заготовки путем размещения и выдерживания ее в соответствующей герметичной таре (упаковке), залитой раствором формалина с добавкой антибиотика, (см.: Савельев В.И. Деминерализованная кость как особая разновидность костно-пластического материала. Сборник научных трудов ЛНИИТО им Р.Р. Вредена. Заготовка и пересадка деминерализованной костной ткани в эксперименте и клинике. Л.:НИИТО, 1983, с. 3-12 [2]).

Известный из [2] способ позволяет за счет деминерализации костной ткани получать аллотрансплантаты с высокой остеоиндуктивностью (которой практически не обладают замороженные недеминерализованные трансплантаты, приготовленные по способу [1]) и низкой антигенностью.

По совокупности существенных признаков известный из [2] способ является наиболее близким аналогом заявленного изобретения.

Однако существенным недостатком полученных по способу-прототипу [2] аллотрансплантатов является легко возникающая их деформация и низкая механическая точность, что недопустимо при обширных, и, в особенности, при сегментарных резекциях, требующих дополнительно наличия металлических конструкций, в то время как при использовании кортикальных, замороженных трансплантатов по способу [1] имеется возможность использовать гипсовую иммобилизацию.

Использование в [2] формалина в качестве консерванта и стерилизатора влечет за собой ряд проблем, обусловленных ограничением времени хранения трансплантата (не более 6-й месяцев), необходимостью отмывки приготовленного трансплантата перед клиническим использованием, токсичностью формалина, а также неудобством хранения и транспортировки трансплантата, погруженного в раствор формалина.

Кроме того, используемая в [2] достаточно высокая концентрация соляной кислоты не позволяет надежно контролировать интенсивно протекающий процесс деминерализации, что может привести к снижению качества деминерализации, а следовательно, и к снижению остеоиндуктивного свойства полученного трансплантата.

Задачей заявленного изобретения является повышение качества аллотрансплантата и улучшение его эксплуатационных свойств за счет повышения механической прочности, улучшения остеоиндуктивных свойств, увеличения срока хранения, упрощения и сокращения времени подготовки аллотрансплантата к клиническому использованию.

Для решения поставленной задачи способ изготовления костного аллотрансплантата, включающий последовательно проводимые механическую обработку и промывку взятой от донора заготовки из костного материала, ее деминерализацию в растворе соляной кислоты, а также стерилизацию, консервацию и герметизацию заготовки, усовершенствован согласно данному изобретению тем, что перед деминерализацией в заготовке выполняют множественные сквозные отверстия, консервацию проводят посредством лиофильной сушки, а стерилизацию осуществляют после окончания лиофильной сушки с помощью облучения заготовки, помещенной перед ее стерилизацией в герметичную упаковку, пучком ускоренных электронов в течение 16-20 сек дозой облучения 15-18 кГр.

Кроме того, способ изготовления костного аллотрансплантата усовершенствован тем, что лиофильная сушка заготовки из костного материала включает замораживание ее в течение 22-26 часов до температуры в интервале от минус 60 до минус 80oС, выдерживание заготовки в течение 3-5 суток при температуре в интервале от минус 30 до минус 40oС и снижение влажности костного материала до 4-6% в течение 30-40 часов при постепенном увеличении температуры сушки в течение первых 6-8 часов сушки до 35-45oС и сохранении этой температуры до окончания процесса лиофильной сушки.

Кроме того, тем, что деминерализацию проводят в (0,7-1,1) н. растворе соляной кислоты при 18-20oС в течение 2-3 суток.

А также тем, что диаметр множественных отверстий в заготовке составляет 0,6-0,8 мм при плотности расположения отверстий 19-1,5 отверстия на кв.см поверхности заготовки.

Предложенные согласно заявленному изобретению усовершенствования способа изготовления аллотрансплантата являются результатом обобщения данных лабораторных исследований и практики клинического использования аллотрансплантатов, изготовленных с использованием вышеуказанных усовершенствований - новых, по отношению к способу-прототипу, действий, условий их выполнения и режимных параметров, при которых они выполняются. Полученные результаты лабораторных испытаний и клинического использования подтверждают возможность решения поставленной в заявленном изобретении задачи.

В частности, предложенная консервация заготовок из костного материала путем лиофильной (сублимационной) сушки позволяет повысить механическую прочность трансплантатов, увеличить срок их хранения без потери ими биологических свойств, упростить их подготовку к клиническому использованию, исключить необходимость использования формалина в процессе изготовления аллотрансплантатов и связанные с этим проблемы (в том числе и экологическую), а также обеспечить удобство транспортировки и хранения трансплантатов.

Вышеприведенные заявленные временные, влажностные и температурные режимные параметры лиофильной сушки в наибольшей мере позволяют реализовать все ей преимущества применительно к процессу изготовления аллотрансплантата. При этом предложенное замораживание заготовки в течение 22-26 часов при температуре в интервале от минус 60 до минус 80oС обеспечивает быстрое замораживание костного материала заготовки с переходом жидкости костной ткани непосредственно в аморфное состояние, минуя стадию кристаллизации, что позволяет сохранить целостность клеток костной ткани, сохранить костную ткань в биологически активном состоянии и снизить тем самым риск отторжения используемого трансплантата.

Выдерживание заготовки в процессе сушки при температуре в интервале от минус 30 до минус 40oС в течение 3-5 суток и последующее снижение влажности костной ткани вышеуказанным образом способствует в наибольшей степени разрушению антигенных структур и сохранению костного морфогенетического белка в состоянии готовности к взаимодействию с индуцибельными системами, т.е. обеспечивает высокие остеоиндуктивные свойства аллотрансплантата.

Для лиофильной сушки заготовки с реализацией вышеуказанных режимов температур может быть использована, например, сублимационная установка типа LZ-9.2 (изготовитель установки - фирма "ФРИГЕРА", г. Колин, ЧССР).

Выполнение множественных сквозных отверстий в заготовке, по ее толщине, в процессе изготовления аллотрансплантата дает возможность при клиническом применении интенсифицировать процесс его замещения новообразованной костной тканью, при котором эти отверстия быстро заполняются соединительной тканью, постепенно трансформируемой в хрящевую ткань, чья резорбция сопровождается заполнением отверстий трабекулярной костью, костным мозгом. Таким образом, отверстия в деминерализованном трансплантате дополнительно стимулируют остеогенез, являясь множественными локализованными его центрами.

Предложенный размер сквозных отверстий 0,6-0,8 мм является, как показали результаты исследований, оптимальным с точки зрения интенсивности замещения трансплантата новообразованной костной тканью, при этом плотность равномерно распределенных отверстий, составляющая 1-1,5 отверстия на кв.см поверхности заготовки, обеспечивает, при повышении активности остеогенеза, механическую прочность трансплантата.

Предложенная деминерализация заготовки в (0,7-1,1) н. растворе соляной кислоты в течение 2-3 суток при температуре 18-20oС позволяет, при наличии в заготовке множественных отверстий, обеспечить активность процесса деминерализации костной ткани, дает возможность более надежно контролировать этот процесс и снизить при этом расход кислоты на деминерализацию.

В отношении стерилизации заготовки в данном изобретении путем ее облучения пучком ускоренных электронов необходимо отметить, что такое решение позволяет надежно уничтожать бактерии, споры и вирусы, сохраняя костный морфогенетический белок в активном состоянии, причем процесс стерилизации ускоренными электронами по сравнению со стерилизацией формалином в способе-прототипе характеризуется быстротой (16-20 сек), простотой, низкой трудоемкостью, экологичностью. Для стерилизации могут быть использованы, например, отечественные промышленные ускорители электронов: типа ЛУЭ-8-5М (изготовитель - Ленинградский завод им. Ефремова) или типа У003МВ (изготовитель - московский завод "Торий"), позволяющие создавать пучок электронов с энергией 8-9 МэВ, обеспечивая предельную мощность дозы облучения порядка 1-1,2 кГр/сек.

Необходимая для наиболее эффективной стерилизации доза облучения составляет, как показали опыты, 15-18 кГр при оптимальном (с точки зрения сохранения активности костного морфогенетического белка) времени облучения помещенной в упаковку заготовки - 16-20 сек.

Пример осуществления способа. Из полученного от донора фрагмента бедренной кости (кортикальная кость диафиза бедра) выпиливают заготовку длиной 25 см, шириной 2 см и толщиной 0,5 мм. Проводят ее механическую обработку путем удаления мягких тканей и миелоидно-жирового костного мозга. Помещают заготовку в 3%-ный раствор перекиси водорода на 1 час для удаления компонентов крови из компактного слоя.

Далее в заготовке сверлят множественные сквозные отверстия диаметром 0,8 мм (при этом на кв. см поверхности заготовки общей площадью 25х2 кв.см приходится одно отверстие), после чего заготовку на 54 часа помещают в 1,1 н. раствор соляной кислоты при 18oС. Степень деминерализации, контролируемая рентгенологическим и морфометрическим методами, составляет по окончании процесса 50%. Соляную кислоту отмывают из заготовки раствором тиосульфата натрия, троекратно погружая ее в раствор на 35 мин.

Затем заготовку замораживают в течение 24 часов в холодильной камере при температуре минус 70oС. После этого заготовку помещают в сушильную камеру сублимационной установки типа LZ-9.2 (позволяющей, следует заметить, одновременно лиофилизировать 30-40 заготовок аллотрансплантата) на охлаждаемую полку-пластину, вакуумируют камеру (создают в ней разрежение), выдерживают заготовку 3-е суток при температуре минус 35oС. Затем в течение 7 часов, поддерживая в камере разрежение и нагревая полку с использованием регулируемого электронагрева, постепенно увеличивают температуру сушки до 40oС, сохраняя такую температуру в течение 28 часов до достижения конечной влажности костной ткани 5%.

После окончания сушки заготовку помещают в пластиковый герметичный пакет и облучают пучком ускоренных электронов в течение 18 сек результирующей дозой 16 кГр. Облучение проводится посредством двух ускорителей электронов типа ЛУЭ-8-5М. В таком виде аллотрансплантат готов к использованию в пластической операции и может храниться при температуре 18-20oС до 5 лет.

Перед клиническим использованием аллотрансплантат, после вскрытия упаковки, выдерживается в физиологическом растворе и/или растворе антибиотика в течение 15-20 мин, после чего приобретает необходимые для аллопластики упругие и пластические свойства.

Пример на клиническое использование.

Больная С. , 8 лет, и.б. N 439. Диагноз: неостеогенная фиброма верхней трети левой большой берцовой кости. Болеет около 10 месяцев, жалобы на периодические боли в верхней трети левой голени. На рентгенограмме обнаружен патологический очаг в верхней трети большой берцовой кости. Госпитализирована 24.02.98 в клинику ЦИТО. 03.03.98 под наркозом произведена операция: краевая резекция кости, удаление патологического очага, произведена аллопластика (с использованием трансплантатов, изготовленных в соответствии с заявленным изобретением) по типу "вязанки хворостом". Послеоперационный период протекал гладко. Рана зажила первичным натяжением. На 12-е сутки после операции сняты швы. Фиксация конечности осуществлялась 2 месяца гипсовой повязкой.

В динамическом наблюдении через 3 месяца была отмечена перестройка трансплантатов и регенерация в области дефекта. Через 9 месяцев на рентгенограммах отмечена полная органотипическая перестройка зоны дефекта, жалоб нет. В настоящее время С. живет обычной жизнью, без ограничений.

Аллотрансплантаты, изготовленные по предложенному способу, применены, в частности, в клинике детской костной патологии и подростковой ортопедии ЦИТО им. Н. Н. Приорова при оперировании 70 детей с опухолями, опухолеобразными поражениями и дисплазиями костей. При этом в зависимости от решаемой посредством костной пластики задачи были использованы трансплантаты из кортикальной кости длиной от 5 до 25 см, шириной от 1,5 до 2,5 см и толщиной от 0,4 до 0,6 мм. Ни в одном из случаев не было отмечено отторжение или нагноение трансплантатов, что свидетельствует о его высоких пластических свойствах.

Клиническая тактика подтверждает также и отмеченные выше качества аллотрансплантатов, изготовленных по заявленному способу: высокая остеоиндуктивная активность при пересадке и низкая антигенность.

Перечисленные выше качества, обеспечиваемые предложенным способом приготовления трансплантатов, позволяют в клинической практике сократить сроки лечения больных и резко снизить процент отторжения, что избавит пациентов от неоднократных оперативных вмешательств и психических травм. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ изготовления костного аллотрансплантата, включающий механическую обработку и промывку заготовки из костного материала, ее деминерализацию в растворе соляной кислоты, нейтрализацию остатков в ней соляной кислоты, стерилизацию, консервацию и герметизацию деминерализованной заготовки, отличающийся тем, что перед деминерализацией в заготовке выполняют множественные сквозные отверстия, консервацию деминерализованной заготовки проводят с помощью лиофильной сушки, а стерилизацию осуществляют после окончания лиофильной сушки путем облучения заготовки, помещенной в герметичную упаковку, пучком ускоренных электронов дозой 15 - 18 кГр в течение 16 - 20 с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что лиофильная сушка заготовки включает замораживание ее в течение 22 - 26 ч до температуры в интервале от (-60) - (-80)oC, выдерживание заготовки в течение 3 - 5 сут при температуре в интервале от (-30) - (-40)oC и снижение влажности костного материала заготовки до 4 - 6% в течение 30 - 40 ч, при постепенном увеличении температуры сушки в течение первых 6 - 8 ч сушки до 35 - 40oC и сохранении этой температуры до окончания процесса сушки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что деминерализацию заготовки проводят в (0,7 - 1,1) н. растворе соляной кислоты при температуре 18 - 20oC в течение 2 - 3 сут.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в заготовке выполняют сквозные отверстия диаметром 0,6 - 0,8 мм при плотности их расположения на поверхности заготовки отверстия 1 - 1,5 см2.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к медицине, а именно:
  • Все от зачатия и до рождения ребенка. Акушерство, гинекология, сексология и сексопатология

  • Гастроэнтерология, гепатология и панкреатология

  • Дерматология и дерматовенерология

  • Иммунология. Способы диагностики и лечения (ВИЧ) и приобретенного иммунодефицита (СПИД)

  • Кардиология и кардиохирургия

  • Фармацевтика. Лекарственные и косметические средства и композиции

  • Медицинская техника

  • Наркология. Средства выявления и профилактики различного вида зависимостей

  • Неврология, невропатология и неонатология

  • Онкология и радиология

  • Оториноларингология

  • Офтальмология

  • Вирусология, паразитология и инфектология

  • Педиатрия и неонатология

  • Психиатрия, психотерапия

  • Пульмонология и фтизиатрия

  • Стоматология

  • Способы диагностики функционального состояния организма человека

  • Травматология, артрология и ортопедия

  • Терапия. Мануальная терапия. Физиотерапия. Рефлексотерапия. Биотерапия и фитотерапия

  • Урология, нефрология и андрология

  • Физиотерапия

  • Хирургия

  • Эндокринология

  • Косметология. Санитария и гигиена


Медицина






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "лечение бесплодия" будет найдено словосочетание "лечение бесплодия". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("лечение" или "бесплодия").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+лечение -бесплодия".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "бесплодие" будут найдены слова "бесплодия", "бесплодию" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "бесплодие!".

Акушерство, гинекология, сексология и сексопатология | Гастроэнтерология, гепатология и панкреатология | Дерматология и дерматовенерология | Иммунология. Вирусология. Способы лечения синдрома приобретенного иммунного дефицита (спид) | Кардиология и кардиохирургия | Лекарственные и косметические средства и композиции | Медицинская техника | Наркология. Средства выявления и профилактики различного вида зависимостей | Неврология, невропатология и неонатология | Онкология и радиология | Оториноларингология | Офтальмология | Вирусология, паразитология и инфектология | Педиатрия и неонатология | Психиатрия, психотерапия и психофизиология | Пульмонология и фтизиатрия | Стоматология | Травматология. Артрология и ортопедия | Терапия. Мануальная терапия. Физиотерапия. Рефлексотерапия. Биотерапия и фитотерапия. Диагностика заболеваний и функционального состояния организма человека | Урология, нефрология, андрология | Хирургия | Эндокринология | Косметология


Rambler's Top100 Webalta Уровень доверия Цитирование