Оценка метода децеллюляризации говяжьего сухожилия при разработке протеза крестообразной связки

Введение. Связки выполняют важнейшую роль в организме, соединяя кости между собой. Разрывы связок представляют собой наиболее частые проявления серьезных костно-мышечных травм. Особенно это актуально для передней крестообразной связки коленного сустава. В травматологии и ортопедии функциональное восстановление связок может быть достигнуто при использовании аутотрансплантации, синтетических и биологических протезов. Большой интерес для хирургов представляет использование протезов из биотканей животного происхождения, так как они легкодоступны и при достижении качественной обработки безопасны, сохраняя при этом свою естественную структуру и прочность.
Цель исследования. Децеллюляризовать говяжье сухожилие в соответствии с нашей первоначально разработанной техникой и исследовать его эффективность с точки зрения наличия клеточных элементов, а также физических и механических параметров материала.
Материал и методы. Для изготовления прототипа изделия связочного протеза мы разработали технологию обработки сухожилия крупного рогатого скота, как наиболее схожего по структуре материала, включая его механическую обработку, химико-физические методы обработки и специальную обработку сверхкритическим флюидом диоксида углерода, содержащим неионогенное поверхностно активное вещество Твин-80 для децеллюляризации и извлечения органических компонентов в дополнение к коллагеновому каркасу при сохранении прочностных свойств. Были выполнены гистологические исследования для проверки остатков клеточных элементов, а также измерения физико-механических свойств материала.
Результаты. Гистологическое исследование показало, что после всех методов обработки в материале обнаруживались 0–2 клетки в поле зрения. Прочностные характеристики материала составляли 503 кгс/мм² до обработки и 605 кгс/мм² после обработки.
Заключение. Данные, полученные в ходе исследования, подтверждают, что произведенная обработка качественно повлияла на выведение клеток, не ухудшила и даже повысила механическую прочность материала. Требуется дальнейшее изучение биосовместимых свойств материала.

1. Климов А.В., Глухов А.А. Повреждения передней крестообразной связки коленного сустава у спортсменов. Факторы риска и основные механизмы получения травм. Nova Info. ru. 2018;1(91):139–146. URL: https://novainfo.ru/article/15767 [Дата обращения 7 октября 2020]

2. Евсеев В.И. Биомеханика повреждений коленного сустава. Москва: Русайн; 2018.

3. Лисицин М.П., Заремук А.М., Ткаченко Е.А., Бухарь С.В., Горевич И.И. Ревизионная хирургия передней крестообразной связки при ограничении разгибания в коленном суставе. Эндоскопическая хирургия. 2011;17(6):29–30.

4. Заяц В.В., Дулаев А.К., Дыдыкин А.В., Ульянченко И.Н., Коломойцев А.В., Ковтун А.В. Анализ эффективности технологии артроскопической пластики передней крестообразной связки коленного сустава. Вестник хирургии им. И.И. Грекова. 2017;176(2):77–82.

5. Рыбин А.В., Кузнецов И.А., Румакин В.П., Нетылько Г.И., Ломая М.П. Экспериментально-морфологические аспекты несостоятельности сухожильных ауто- и аллотрансплантатов после реконструкции передней крестообразной связки коленного сустава в раннем послеоперационном периоде. Травматология и ортопедия России. 2016; 2(4):60–75.

6. Белов Ю.В., Лысенко А.В., Леднев П.В., Салагаев Г.И. Применение заплаты из децеллюляризированного ксеноперикарда в хирургии брахиоцефальных артерий. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2018;11(2):31–34.

7. Сиваконь С.В., Девин И.В., Сретенский С.В., Чиж А.А., Космынин Д.А. Результаты применения протезов из ксеноперикарда в хирургическом лечении подкожных дегенеративных разрывов ахиллова сухожилия. Современные проблемы науки и образования. 2015; 6. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=23291 [Дата обращения 7 октября 2020]

8. Манченко А.А., Михайлова И.П., Сандомирский Б.П. Морфология тканевой реакции у крыс при подкожной имплантации ксеноперикарда и створок аортального клапана свиньи, девитализированных криорадиационным методом. Клітинна та органна трансплантологія. 2016;4(1):30–38.

9. Сергеевичев Д.С., Сергеевичева В.В., Субботовская А.И., Васильева М.Б., Докучаева А.А., Краськов А.М. и др. Децеллюляризация как способ предотвращения активизации иммунного ответа на аллогенные легочные клапаны сердца. Гены и клетки. 2013;8(4):55–60.

10. Педросо Д., Эли М. Ксеногенные имплантаты мягких тканей и способы изготовления и использования. Патент RU 2665366. Заявка 2014150029 от 14.03.2013; опубликовано 29.08.2018. Бюл. №25. URL: https://patents.s3.yandex.net/RU2665366C2_20180829. pdf [Дата обращения 6 октября 2020].

11. Бикбов М.М., Халимов А.Р., Зайнутдинова Г.Х., Кудоярова К.И., Лукьянова Е.Э. Способ получения трансплантата для офтальмохирургии. Патент RU 2607185. Заявка 2015139247 от 15.09.2015; опубликовано 10.01.2017. Бюл. №1. URL: https://patents.s3.yandex.net/RU2607185C1_20170110.pdf [Дата обращения 6 октября 2020]

12. Бритиков Д.В., Чащин И.С., Хугаев Г.А., Бакулева Н.П. Девитализация аллографтов сверхкритическим диоксидом углерода и детергентами. Экспериментальная оценка. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. 2019;20(5):402–409.

13. Sawada K, Terada D, Yamaoka T, Kitamura S, Fujisato T. Cell removal with supercritical carbon dioxide for acellular artificial tissue. Chem Technol Biotech. 2008;83(6):943–949. https://doi.org/10.1002/jctb.1899

14. Газизов Р.А., Шамсетдинов Ф.Н. Исследования инактивации Bacillusa trophaeus с использованием чистого и модифицированного сверхкритического диоксида углерода. Международный научно-исследовательский журнал. 2018;12-1(78):165–168.

15. Залепугин Д.Ю., Тилькунова Н.А., Чернышова И.В., Власов М.И. Стерилизация в сверхкритических средах. Сверхкритические флюиды: Теория и практика. 2015;10(4):11–17.

16. Шадрин А.Ю., Мурзин А.А., Дормидонтова А.С., Суслов А.В., Суслова И.Н., Яровой Б.Ф. Действие сверхкритического СО 2 на клетки микроорганизмов экстремофилов. Сверхкритические флюиды: Теория и практика. 2009;4(2):29–33.