БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОТЕЗЫ ДЛЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ХИРУРГИИ – ПОЛУВЕКОВАЯ ИСТОРИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Основные положения

Хирургическая коррекция пороков развития сердечно-сосудистой системы неразрывно связана с применением протезов. Разработка и клиническая апробация биологических протезов на протяжении более 50 лет велась под руководством академика РАН Леонида Семеновича Барбараша в Кузбасском кардиологическом центре. Уникальность разработок обусловлена применением нового консерванта биоткани – диглицидилового эфира этиленгликоля, а также комплексным подходом, включающим разработку и производство изделий, изучение отдаленных результатов имплантации, причин дисфункции протезов и генетических аспектов применения биопротезов у пациентов.

Резюме

В настоящей статье освещены основные итоги разработки биологических протезов для сердечно-сосудистой хирургии, выполняемых под руководством академика РАН Л.С. Барбараша начиная с 80-х гг. прошлого столетия. За этот период были созданы и внедрены в серийное производство биопротезы клапана сердца различных конструкций и технологий консервации, протезы артерий и заплаты. В работе представлены результаты разработки сосудистых биодеградируемых протезов нового поколения, которые способны стимулировать эндотелизацию и полноценное ремоделирование протеза после его имплантации в сосудистое русло. Проведен ряд генетических исследований, посвященных оценке влияния полиморфизма генов различных патогенетических путей, вовлеченных в патологическую кальцификацию нативных клапанов сердца, а также их протезов.

1. Carpentier A., Lemaigre G., Robert L., Carpentier S., Dubost C., Gerbode F. Biological factors affecting long-term results of valvular heterografts. J Thorac Cardiovasc Surg. 1969; 58(4): 467–483.

2. Сarpentier A., Deloche A., Relland J., Fabiani J.N., Forman J., Camilleri J.P., Soyer R., Dubost C., Malm J.R. Six-year follow-up of glutaraldehyde-preserved heterografts. J Thorac Cardiovasc Surg. 1974; 68(5): 771–782.

3. Барбараш, Л.С. Барбараш Н.А., Журавлева И.Ю. Биопротезы клапанов сердца. Проблемы и перспективы. Кемерово;1995. 400 с.

4. Барбараш Л.С., Журавлева И.Ю. Эволюция биопротезов клапанов сердца: достижения и проблемы двух десятилетий. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2012; 1: 4–11. doi:10.17802/2306-1278-2012-1-4-11

5. Рогулина Н. В., Горбунова Е.В., Кондюкова Н.В., Одаренко Ю.Н., Барбараш Л.С. Сравнительная оценка качества жизни реципиентов механических и биологических протезов при митральном пороке. Российский кардиологический журнал. 2015; 7(123):94-98. doi:10.15829/1560-4071-2015-7-94-97

6. Golomb G., Schoen F.J., Smith M.S., J., M., R.J. The role of glutaraldehyde-induced cross-links in calcification of bovine pericardium used in cardiac valve bioprostheses. Am. J. Pathol. 1987; 127(1):122-130.

7. Imamura E., Sawatani O., Koyanagi H., Noishiki Y., Miyata T. Epoxy compounds as a new cross-linking agent for porcine aortic leaflets: subcutaneous implant studies in rats. J Card Surg. 1989; 4(1):50-57. doi: 10.1111/j.1540-8191.1989.tb00256.x.

8. Shen S.H., Sung H.W., Tu R., Hata C., Lin D., Noishiki Y. Et al. Characterization of a polyepoxy compound fixed porcine heart valve bioprostheses. J.Appl. Biomater. 1994; 5(2): 159-162. doi: 10.1002/jab.770050209.

9. Барбараш Л.С., Журавлева И.Ю., Борисов В.В .Новое поколение биопротезов клапанов сердца, обладающих повышенной тромборезистентностью и антибактериальной активностью. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2002;2:42-49.

10. Журавлева И.Ю., Барбараш Л.С., Новикова С.П., Иголинский В.А., Гантимурова И.Л. Кемеровский кардиологический центр. Способ обработки биологических протезов для сердечно-сосудистой хирургии. Патент РФ № 2122321. МПК A01N 1/02 (1995.01). № 96104575/14; завл. 06.03.1996; опубл. 27.11.99, Бюл. № 33.

11. Одаренко Ю.Н., Рутковская Н.В., Рогулина Н.В., Стасев А.Н., Кокорин С.Г., Каган Е.С., Барбараш Л.С. Анализ 23-летнего опыта использования ксеноаортальных эпоксиобработанных биопротезов в хирургии митральных пороков сердца. Исследование факторов реципиента с позиций влияния на развитие кальциевой дегенерации. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2015; (4): 17–25. doi:10.17802/2306-1278-2015-4-17-25

12. Рогулина Н.В., Одаренко Ю.Н., Журавлева И.Ю., Барбараш Л.С. Отдаленные результаты применения механических и биологических протезов у пациентов различных возрастов. Медицина и образование в Сибири. 2014; (3): 47.

13. Майоров А.П., Тарасов В.М., Гончаренко A.M., Глушкова Т.В., Бураго А.Ю. Лазерный раскрой элементов кардиоваскулярных протезов. Альманах клинической медицины. 2008; 17(2): 115.

14. Барбараш Л.С., Глушкова Т.В., Майоров А.П., Бураго А.Ю., Тарасов В.М., Гончаренко А.М., Журавлева И.Ю. Возможности использования лазерных технологий в производстве кардиоваскулярных биопротезов. Сибирский научный медицинский журнал. 2010; 30(5): 35–39

15. Евтушенко А.В., Стасев А.Н., Кокорин С.Г., Сотников А.В., Двадцатов И.В., Барбараш Л.С. Первый клинический опыт изолированного применения ксеноперикардиального полукаркасного биопротеза нового поколения ТиАра. Клиническая и экспериментальная хирургия. 2021; 9(2): 14–20. doi:10.33029/2308-1198-2021-9-2-14-20

16. Антонова Л.В., Барбараш О.Л., Барбараш Л.С. Тканеинженерные конструкции для нужд сердечно-сосудистой хирургии: возможности персонификации и перспективы использования. Вестник РАМН. 2023. 78(2): 141-150. doi: 10.15690/vramn7578

17. Zhu M., Wu Yi., Li W., Dong X., Chang H., Wang K., Wua P., Zhang J., Fanc G., Wang L., Liud J., Wang H., Kong D. Biomaterials. 2018. 183: 306–318. doi: 10.1016/j.biomaterials.2018.08.063.

18. Durán-Rey D.; Crisóstomo V.; Sánchez-Margallo J.A.; Sánchez-Margallo F.M. Systematic Review of Tissue-Engineered Vascular Grafts. Front. Bioeng. Biotechnol. 2021; 9:771400. doi.org/10.3389/fbioe.2021.771400.

19. Blum K.M., Zbinden J.C., Ramachandra A.B., Lindsey S.E., Szafron J.M., Reinhardt J.W. et al. Tissue engineered vascular grafts transform into autologous neovessels capable of native function and growth. Communications medicine. 2022; 2(3). doi: 10.1038/s43856-021-00063-7.

20. Antonova L.; Kutikhin A.; Sevostianova V.; Lobov A.; Repkin E.; Krivkina E.; Velikanova, E.; Mironov A.; Mukhamadiyarov R.; Senokosova E., Khanova M., Shishkova D., Markova V., Barbarash L. Controlled and Synchronised Vascular Regeneration upon the Implantation of Iloprost and Cationic Amphiphilic Drugs-Conjugated Tissue-Engineered Vascular Grafts into the Ovine Carotid Artery: A Proteomics-Empowered Study. Polymers. 2022; 14:5149. doi.org/10.3390/polym14235149.

21. Antonova L.V., Sevostianova V.V., Silnikov V.N., Krivkina E.O., Velikanova E.A., Mironov A.V., Shabaev A.R., Senokosova E.A., Khanova M.Yu., Glushkova T.V., Akentieva T.N., Sinitskaya A.V., Markova V.E., Shishkova D.K., Lobov A.A., Repkin E.A., Stepanov A.D., Kutikhin A.G., Barbarash L.S. Comparison of the patency and regenerative potential of bio-degradable vascular prostheses of different polymer compositions in an ovine model. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24:8540. doi.org/10.3390/ijms24108540

22. Журавлева И.Ю., Горбунова Е.В., Рутковская Н.В., Буркова Т.В., Одаренко Ю.Н., Кокорин С.Г., Савостьянова Ю.Ю. Качество антикоагулянтной терапии варфарином у больных с протезами клапанов сердца. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2012;5(3):60‑65.

23. Журавлева И.Ю., Буркова Т.В., Рутковская Н.В., Горбунова Е.В., Одаренко Ю.Н., Савостьянова Ю.Ю., Гончарова И.А. Возможности использования фармакогенетического подхода для коррекции антикоагулянтной терапии у больных с протезами клапанов сердца. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2013;12(3): 24-28. doi:10.15829/1728-8800-2013-3-24-28

24. Гончарова И.А., Голубенко М.В., Горбунова Е.В., Салахов Р.Р., Марков А.А., Журавлева И.Ю., Макеева О.А., Пузырев В.П. Применение фармакогенетического тестирования у больных с протезированными клапанами сердца. Молекулярная медицина. 2015; 1:18-23.

25. Понасенко А.В., Хуторная М.В., Кутихин А.Г., Южалин А.Е., Хрячкова О.Н., Головкин А.С. Связь полиморфизма гена Toll-подобного рецептора 2 с риском развития митральных пороков сердца. Медицина в Кузбассе 2015; 2:24-32

26. Понасенко А.В., Хуторная М.В., Кутихин А.Г., Хрячкова О.Н., Кондюкова Н.В., Южалин А.Е., Рутковская Н.В., Барбараш О.Л., Барбараш Л.С. Связь полиморфизма гена рецептора к интерлейкину-6 с повышенным уровнем интерлейкина-6 в крови и кальцификацией биопротезов митрального клапана. Молекулярная медицина. 2017;15(2):50-54.

27. Понасенко А.В., Головкин А.С., Шабалдин А.В., Цепокина А.В. Особенности распределения частот интронных полиморфизмов IL1RA VNTR И IL4 VNTR при ревматических пороках митрального клапана сердца у европеоидов Cибири. Медицинская иммунология. 2015;17(2):151-158. doi:10.15789/1563-0625-2015-2-151-158

28. Синицкая А.В., Синицкий М.Ю., Казачек Я.В., Евтушенко А.В., Хуторная М.В., Асанов М.А., Поддубняк А.О., Понасенко А.В. Оценка локального профиля цитокинов, экспрессируемых нативными клапанами сердца, полученными от пациентов с инфекционным эндокардитом. Медицинская иммунология. 2024: Online First. doi:10.15789/1563-0625-CPO-2869

29. Синицкая А.В., Хуторная М.В., Хрячкова О.Н., Поддубняк А.О., Синицкий М.Ю., Асанов М.А., Понасенко А.В. Ассоциации полиморфных вариантов TLR с ревматической болезнью сердца. Сибирский научный медицинский журнал. 2023 ;43(6):177-184. doi:10.18699/SSMJ20230622

30. Понасенко А.В., Кутихин А.Г., Хуторная М.В., Южалин А.Е.,Рутковская Н.В., Головкин А.С. Связь полиморфизмов гена TREM-1с инфекционным эндокардитом // Инфекция и иммунитет. 2015; 5(4): 331–338. doi: 10.15789/2220-7619-2015-4-331-338

31. Понасенко А.В., Кутихин А.Г., Хуторная М.В., Южалин А.Е., Рутковская Н.В., Головкин А.С., Барбараш Л.С. Связь полиморфизмов генов системы TLR с инфекционным эндокардитом. Медицина в Кузбассе. 2015;14(4): 4-9.

32. Синицкий М.Ю., Асанов М.А., Тхоренко Б.А., Одаренко Ю.Н., Понасенко А.В. Микрофлора периферической крови пациентов с инфекционным эндокардитом / Клиническая лабораторная диагностика. 2018; 63(10):636-640. doi: 10.18821/0869-2084-2018-63-10-636-640

33. Синицкий, М. Ю., Цепокина, А. В., Асанов, М. А., Казачек, Я. В., Евтушенко, А. В., Понасенко, А. В. Оценка уровня экспрессии генов цитокинов в створках нативных клапанов сердца при инфекционном эндокардите. Биомедицинская химия. 2020; 66(5): 406-410. doi: 10.18097/PBMC20206605406

34. Понасенко А.В., Кутихин А.Г., Хуторная М.В., Рутковская Н.В., Цепокина А.В., Кондюкова Н.В., Южалин А.Е., Барбараш Л.С. Связь полиморфизмов генов метаболизма кальция с риском тяжелой кальцификации ксеноаортальных биопротезов клапанов сердца, имплантированных в митральную позицию Фундаментальная и клиническая медицина 2018;3(4):12-21.

35. Понасенко А.В., Кутихин А.Г., Хуторная М.В., Южалин А.Е., Цепокина А.В., Головкин А.С., Барбараш О.Л. Генетические предикторы кальцинирующей болезни клапанов сердца. Креативная кардиология. 2016; 10 (2): 103-116. doi: 10.15275/kreatkard.2016.02.01