доктор биологических наук главный научный сотрудник отдела экспериментальной медицины федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Dr. Sci. (Biol), Chief Researcher, Department of Experimental Medicine, Federal State Budgetary Institutes «Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases», Kemerovo, Russian Federation
кандидат технических наук заведующий лабораторией новых биоматериалов отдела экспериментальной медицины федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Ph.D., Head of the Laboratory of New Biomaterials, Department of Experimental Medicine, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
кандидат медицинских наук научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов отдела экспериментальной медицины федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Researcher at the Laboratory of New Biomaterials, Department of Experimental Medicine, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
кандидат медицинских наук старший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий, отдела экспериментальной медицины федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Researcher at the Laboratory of Cellular technology, Department of Experimental Medicine, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
младший научный сотрудник лаборатории молекулярной, трансляционной и цифровой медицины отдела экспериментальной медицины федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
junior Research Scientist, Laboratory of Molecular, Translational and Digital Medicine, Department of Experimental Medicine, Federal State Budgetary Institutes «Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases», Kemerovo, Russian Federation
младший научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов отдела экспериментальной медицины федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Junior Researcher at the Laboratory of New Biomaterials, Department of Experimental Medicine, Federal State Budgetary Scientific Institution “Research Institute for Complex Problems of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
младший научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов отдела экспериментальной медицины федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Junior researcher at the Laboratory of New Biomaterials, Department of Experimental Medicine, Federal State Budgetary Scientific Institution «Research Institute for Complex Problems of Cardiovascular Diseases», Kemerovo, Russian Federation
академик РАН, доктор медицинских наук, профессор директор федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
PhD, Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences, Director of the Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
Основные положения
Резюме
Цель. Разработка технологии «сухого хранения» биологической ткани с использованием глицерола и оценка эффективности технологии в эксперименте.
Материалы и методы. Ксеноперикардиальные лоскуты, консервированные диглицидиловым эфиром этиленгликоля, предоставленные АО «НеоКор», погружали в 57%-ый раствор глицерина на 24 часа, затем выдерживали в вакуумной камере при отрицательном давлении 700 мбар в течение 6 часов. После полного высыхания лоскуты ксеноперикарда подвергали стерилизации этиленоксидом при температуре 37 °С. Оценивали: физико-механические, гемосовместимые, цитотоксические свойства, кальций связывающий потенциал биоматериала после этапа глицеризации, а также циклостойкость и гидродинамические характеристики в динамике до 200 млн. циклов.
Результаты. Процесс глицеролизации не оказал негативного влияния на свойства биоматериала. Относительно удлинение биоматериала увеличилось на 27,6% (p = 0,02), при этом жесткость биоткани не изменилась. При подкожной имплантации биоматериала крысам на сроках имплантации до 60 суток в образцах, обработанных глицерином, очагов кальцификации не обнаружено. Величина гемолиза эритроцитов после контакта с глицеролизованными образцами не превысила 0,2%, при допустимом показателе 2%. Процесс глицеролизации и последующей сушки не оказывает негативного влияния на тромбоциты и позволил значительно снизить цитотоксическое действие при условии кратковременной, в течение 5 минут, отмывки биоматериала в физ. растворе. Биопротезы клапана сердца «Юнилайн» 25 и 30 типоразмеров успешно прошли испытания в 200 млн. циклов. В тоже время для обоих протезов 19 размера отмечено исходно относительно высокие показатели среднего транспротезного градиента, которые увеличились в 3–4,7 раза к отметке 200 мл. циклов.
Заключение. Разработанная технология «сухого» хранения, основанная на глицеролизации биоматериала, не оказывает негативного влияния на физико-механические, био- и гемосовместимые свойства биопротезов, не вызывает кальцификации биоткани в эксперименте на лабораторных животных и не снижает устойчивость к циклическим нагрузкам в динамике до 200 млн. циклов.
Highlights
Absract
Aim. Development of a technology for “dry storage” of biological tissue using glycerol and evaluation of the effectiveness of the technology in an experiment.
Methods. Xenopericardial patches preserved with ethylene glycol diglycidyl ether, provided by NeoCor JSC, were immersed in a 57% glycerol solution for 24 hours, then kept in a vacuum chamber at a negative pressure of 700 mbar for 6 hours. After complete drying, the xenopericardial flaps were sterilized with ethylene oxide at a temperature of 37 °C. The following were assessed: physicomechanical, hemocompatible, cytotoxic properties, calcium-binding potential of the biomaterial after the glycerolization stage, as well as cycle resistance and hydrodynamic characteristics in dynamics up to 200 million cycles.
Results. The glycerolization process did not have a negative effect on the properties of the biomaterial. Relative elongation of the biomaterial increased by 27.6% (p = 0.02), while the rigidity of the biotissue did not change. During subcutaneous implantation of the biomaterial in rats at implantation periods of up to 60 days, no calcification foci were found in the samples treated with glycerol. The amount of hemolysis of erythrocytes after contact with glycerolized samples did not exceed 0.2%, with an acceptable rate of 2%. The process of glycerolization and subsequent drying does not have a negative effect on platelets and made it possible to significantly reduce the cytotoxic effect, provided that the biomaterial is briefly washed in saline for 5 minutes. The Uniline heart valve bioprostheses of sizes 25 and 30 have successfully passed tests of 200 million cycles. At the same time, for both size 19 prostheses, initially relatively high values of the average transprosthetic gradient were noted, which increased by 3–4.7 times to the 200 ml cycles mark.
Conclusion. The developed technology of “dry” storage, based on glycerolization of biomaterial, does not have a negative effect on the physical and mechanical, bio- and hemocompatible properties of bioprostheses, does not cause calcification of biotissue in an experiment on laboratory animals and does not reduce resistance to cyclic loads in dynamics up to 200 million cycles.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.