Наноструктурированные покрытия производными хитозана биологических протезов – путь к увеличению биологической совместимости и долговечности

Бакулева Н. П.1, Анучина Н. М.1, Галлямов М. О.2, Залепугин Д. Ю.3, Костава В. Т.1, Лютова И. Г.1, Попов Д. А.1, Чащин И. С.2

1ФГБНУ НЦССХ им. А.Н. Бакулева; 2Физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова; 3ФГУП ГосЗМП;

Перспективным методом решения проблемы повышения биосовместимости и долговечности биологических протезов является блокирование свободных альдегидных групп и создание на поверхности биоткани маскирующего коллагеновый матрикс покрытия, снижающего риск развития инфекции в послеоперационном периоде за счет придания материалу антимикробных свойств. Аналоги подобных биопротезов на отечественном медицинском рынке отсутствуют.

Цель:
Разработка технологии нанесения на биопротезы клапанов сердца наноразмерных покрытий производных хитозана, обеспечивающих повышение биосовместимости и долговечности, с помощью сверхкритических флюидов.

Материалы и методы:
Ксеноперикардиальные биопротезы клапанов сердца. Покрытия производными хитозана проводили в установке для сверхкритической флюидной экстракции. [3H]-хитозан получали на кафедре радиационной химии Химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова методом термической активации трития [G.A. Badun, 2012]. Количество нанесенного покрытия определяли в весовых % по содержанию в материале меченого хитозана. Антимикробные свойства образцов модифицированной биоткани изучали методами искусственной инокуляции, аппликации, серийных разведений и гомогенизации на грамположительных и грамотрицательных тест-культурах клинических штаммов. Цитотоксичность исследовали по ГОСТ Р ИСО 10993 на культуре фибробластов мыши линии NIH/3Т3. Прочностные характеристики материала определяли на разрывной машине Zwick/Roell ВZ 2.5 /TN1S. Кальцификацию материала и биодегенерацию покрытий исследовали методом подкожной имплантации крысам линии Wistar.

Результаты:
Технология сверхкритических флюидов позволяет создать на биопротезах прочное высоко биосовместимое маскирующее покрытие из наноструктурированных производных хитозана, причем его толщина не менее 10 нм, что в весовом соотношении соответствует 1% от веса образца биоткани. Такие покрытия снижают цитотоксичность стабилизированного глутаральдегидом биоматериала, по крайней мере на 2 порядка увеличивают резистентность к кальцификации (р≤0,001), обеспечивают выраженную антимикробность, предотвращая образование биопленок на поверхности биоматериала. Нанесение наноструктурированых покрытий из производных хитозана не отражается на механической прочности биоткани. Биодегенерация покрытий исследована в течение 3х месяцев на модели подкожной имплантации.

Выводы:
Разработан технологический подход к созданию нового поколения биопротезов клапанов сердца, обладающих повышенной биосовместимостью, долговечностью, антимикробной устойчивостью, благодаря нанесения наноразмерных покрытий производных хитозана из сверхкритических флюидов.

Комментарии посетителей

нет комментариев
Комментарии могут отправлять участники данного мероприятия или члены Ассоциации.