способ изготовления биопротеза клапана сердца

Формула изобретения

Способ изготовления биопротеза клапана сердца, заключающийся в химической стабилизации нативно аортального комплекса свиньи сшивающими агентами при избыточном давлении на корень аорты и нулевом градиенте давления на створки клапана, отличающийся тем, что клапан фиксируют с обеспечением физиологического положения створок, а температуру фиксирующего раствора в процессе стабилизации поддерживают равной 37-38С, при этом стабилизацию проводят ступенчато и обеспечивают концентрацию сшивающего агента в стабилизирующем растворе равной 0,2%, 0,3%, 0,625%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к созданию искусственного клапана сердца из биологического материала.

Известен способ изготовления клапана сердца, заключающийся в стабилизации нативного аортального комплекса свиньи после ферментативной обработки и отмывания в 0,1-0,15% и 0,25-0,35% растворе глутарового альдегида в боратном буфере при температуре 5-25С (Патент RU 2151505 С1, МПК⁷ А 01 N 1/00, А 61 L 2/16, 27.06.2000, 99116060/14, 29.07.99, Способ подготовки биоткани для ксенопротезирования).

Недостатками этого метода является то, что клапан сердца обрабатывается в стационарных условиях без создания давления на корень аорты, что приводит к деформации аортального корня, выбуханию мышечной части правой коронарной створки в просвет клапана и сужению проходного отверстия. К тому же использование указанных концентраций фиксирующего раствора при температуре от 5 до 25С не позволяет достаточно надежно зафиксировать биологическую ткань. Это подтверждается данными по устойчивости обработанной ткани к воздействию протеолитических ферментов.

Известен способ изготовления ксеноаортального клапана, заключающийся в стабилизации аортального комплекса свиньи под давлением около 40 мм рт.ст. на корень аорты и нулевым градиентом давления на створки аортального клапана (US Патент 5830239, Int.Cl.⁶ A 61 L 17/00; A 63 В 51/02; D 01 С 3/00; А 61 F 2/24, US.C1. 8/94.11; 623/2; 623/11; 623/12, Now 3, 1998, 550, 781, Now 15, 1995, NATURAL TISSUE HEART VALVE FIXATION APPARATUS AND METHOD).

Недостатками указанного метода является фиксация аортального клапана в растворе с высокой постоянной концентрацией глутарового альдегида, что обеспечивает образование на поверхности клапана слоя фиксированной ткани, а внутри толстого мышечного слоя остаются недостаточно фиксированные элементы. Постоянная температура (клапан фиксируется в нормальных условиях) не позволяет усилить диффузию сшивающего агента внутри ткани и удлиняет время обработки изделия под давлением (не менее 24 часов). Наличие трубки в просвете клапана, по которой подается фиксирующий раствор, приводит к деформации створок клапана при его стабилизации.

Техническим результатом осуществления предлагаемого способа является сокращение времени обработки изделия при отсутствии деформации корня аорты и створок клапана.

Изготовление бескаркасного ксеноаортального клапана сердца начинается с иссечения из сердца свиньи аортального комплекса, удаления излишков тканей и промывания от крови в физиологическом растворе в течение 24 часов с добавлением гепарина при пониженной температуре (около 10С).

Далее для обработки клапана используют простейшее устройство, которое изображено на чертеже. Клапан 1 подшивают к манжетке 2 с желудочковой стороны, после чего манжетку фиксируют на насадке 3, закрепляемой на специальном стенде 4 для создания давления на корень аорты, эквивалентного 15-60 мм рт.ст.

Со стороны аорты клапан закрывают пробкой 5 из инертного материала, которая обеспечивает незначительный поток жидкости и поддержание давления 15-60 мм рт.ст. В таком виде клапан закрепляют на стенде таким образом, чтобы зона подшивания находилась не ближе 5 мм до края створок для последующего иссечения этого участка без повреждения створок. При этом стенд с закрепленным клапаном помещают в сосуд 6 с фиксирующим раствором с таким расчетом, чтобы клапан полностью был погружен в раствор.

К стенду присоединяют перистальтический насос, создающий избыточное давление раствора в корне аорты. Градиент давления на створках клапана равен нулю, так как по обе стороны от них равное давление 40 мм рт.ст.

Система заполняется раствором глутарового альдегида на HEPES-буфере при температуре 37-38С и концентрации 0,2%.

Такая концентрация подобрана с учетом максимального проникновения глутарового альдегида в ткани клапана и минимальной стерилизующей активности раствора, предотвращающей размножение микроорганизмов и аутолиз клапана. Концентрация ниже этого значения не обеспечивает стерильность обрабатываемого клапана. Фиксация на стенде продолжается не менее 2 часов, после чего в течение 48 часов клапан фиксируется без избыточного давления в постоянном потоке раствора при температуре 37С и концентрации 0,2%.

Через 48 часов производится смена раствора на 0,3% раствор глутарового альдегида, фиксация в котором происходит в течение еще 48 часов при 37С с постоянной циркуляцией раствора. После этого клапан помещают в раствор глутарового альдегида при температуре 37С и концентрации 0,625%, где он фиксируется в течение 48 часов, после чего проводится антикальциевая обработка 10% раствором додецилсульфата натрия в течение 1 суток при постоянной смене раствора.

Затем клапан вновь помещают в раствор глутарового альдегида 0,625% с температурой 37С, где он проходит обработку в течение 7 суток.

Ступенчатая стабилизация позволяет равномерно зафиксировать глубокие и поверхностные слои ксеноаортального клапана.

Полностью зафиксированное изделие обшивают стабилизированным по известным методикам ксеноперикардом, закрывая мышечную часть клапана, после чего подвергают стерилизации в 4% растворе формальдегида.

При описанном способе фиксации клапана происходит расправление синусов Вальсальвы, клапан принимает естественную форму, что позволяет избежать его "усадки" и деформации, а также снизить градиент давления на клапане до физиологических значений. Коллагеновые волокна клапана фиксируются в расправленном состоянии, что увеличивает прочность и износоустойчивость изделия. Створки, находящиеся при нулевом градиенте давления, принимают физиологическую форму и не подвергаются перерастяжению и сжатию, как при стационарных (при отсутствии давления и потока фиксирующего раствора) условиях стабилизации. Надежность стабилизации подтверждена данными по устойчивости обработанной ткани к воздействию протеолитических ферментов, механико-прочностными испытаниями.