Гомографт что это сердечный
Сердечно-сосудистый гомографт
Полезная модель относится к медицине, а именно к кардиохирургии врожденных и приобретенных пороков сердца, точнее к сердечно-сосудистым гомографтам (СГ), применяемым в качестве сосудистых биологических протезов, при операциях на сердечно-сосудистой системе. Предлагается СГ в виде многослойной трубки из сосудистой ткани, включающей в себя внутренний слой интимы, слой фенестрированных эластичных мембран и наружную эластическая мембрана, помещенной в трубку из материала небиологической природы, который содержит дополнительно наружный слой из адвентиции толщиной 0,5-3 мм, подвергнутый предварительно обработке раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим антибиотики и фосфатный буфер.
Сердечно-сосудистый гомографт может дополнительно содержать внешний каркас из пироуглерода или стали.
Как показали проведенные испытания, заявляемые гомографты обеспечивают лучшую приживляемость протеза в организме за счет практически полного исключения иммуногенности клеток эпителия и хорошей сорбции клеток организма-хозяина на обработанной адвентиции, а также может храниться свыше 90 дней при температуре 0+4С и около года при криоконсервировании в жидком азоте.
Полезная модель относится к медицине, а именно к кардиохирургии врожденных и приобретенных пороков сердца, точнее к сердечно-сосудистым гомографтам (СГ), применяемым в качестве сосудистых биологических протезов, при операциях на сердечно-сосудистой системе.
В настоящее время для протезирования сосудов при операциях на сердце используют различные биопротезы, получаемые из тканей животных или кадаверной ткани, протезы из синтетических материалов, например искусственные клапаны сердца типа Bjork-Shiley; Lillehei-Kaster; Star-Edwards и т.п. Среди биопротезов наибольшее применение получили сосудистые гомографты для имплантации в сосуды или во входные (атриовентрикулярные) и выходные (вентрикулярные) отверстия сердца
Преимуществами СГ являются оптимальные гемодинамические показатели; естественное функционирование соединительно-тканных структур, окружающих гомографт, мышечной ткани; отсутствие необходимости приема антикоагулянтов (сохранение детородной функции у женщин, отсутствие повышенного риска кровотечений и тромбоэмболии, возможность применения у пациентов с нарушенной функцией печени и свертывающей системы крови, отсутствие необходимости мониторного контроля за свертывающей системой крови); возможность использования у детей, включая новорожденных; возможность «заселения» гомографта фибробластами реципиента и регенерации соединительнотканных компонентов матрикса гомографта в организме реципиента, обеспечивающей увеличение размеров, особенно у детей раннего возраста.
Срок нормального функционирования гомографта в аортальной позиции в среднем 10-15 лет, а при имплантации его в выходной отдел правого желудочка (при коррекции сложных врожденных пороков сердца) в 2-3 раза больше.
Недостатками используемых в настоящее время СГ являются ограниченная доступность (материалом для изготовления являются тканевые компоненты, полученные после смерти человека); ограниченный срок хранения; сложные технологические условия производства и хранения; дегенеративные изменения после имплантации, ограничивающие срок функционирования; уникальность каждого изделия
Для повышения механических характеристик такую трубку помещают в дополнительный трубчатый каркас из синтетического полимерного материала, получая сосудистые гомографты комбинированного типа (СГК).
Недостатком такого протеза является ограниченная область применения, связанная с недостаточной жесткостью конструкции и невозможность длительного хранения.
Задачей, решаемой автором являлось создание гомографтов отличающихся большей жесткостью каркаса, а также способных храниться длительное время без потери их биологических характеристик.
Технической задачей являлось создание гомографта, биологический компонент которого был снабжен биологически приемлемым защитным слоем, а внешний слой был выполнен из более надежного материала, который по своим свойствам мог бы использован в хирургии.
Технический результат достигался в результате создания сердечнососудистого гомографта комбинированного типа выполненного в виде многослойной трубки из сосудистой ткани, включающей в себя внутренний слой интимы, слой фенестрированных эластичных мембран и наружную эластическую мембрану, снабженную дополнительно наружным слоем из адвентиции, подвергнутый предварительно обработке раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим антибиотики, помещенную в трубку из материала небиологической природа, в частности, может быть выполнена из пироуглерода или стали.
Слой из адвентиции подвергнутый предварительно обработке раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим антибиотики, имеет толщину 0,5-3 мм и состоит из соединительной ткани, обработанной раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим смесь гентамицина, амфотерицина В, цефалоспорина, метрогила и фосфатного буфера. При этом под раствором ДМЭМ-Ф12 понимается промышленно выпускаемая среда, представляющая собой растворенную в воде смесь неорганических солей, аминокислот, витаминов, глюкозы и фенолового красного, простерилизованную через фильтры с размером пор 0,1 мкм (http://www.paneco.ru/in-dex.php?page=shop.product_details@flypic). Оптимальные результаты достигаются использовании ингредиентов в следующем диапазоне концентраций: 0,05-0,1% масс гентамицина, 0.02-0,05% масс амфотерицина В и 1,5-3,0% масс цефалоспорина, 0,1-0,3% масс метрогила и 3,0-5,0% масс фосфатного буферного раствора.
В качестве стали, используемой для внешнего каркаса, используют марки стали, разрешенные для применения во внутриполосной хирургии, например, сталь марки 40КЧНМ ().
Основным отличием заявляемого гомографта от известных является введение дополнительного наружного слоя из адвентиции, подвергнутый предварительно обработке раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим антибиотики. Адвентиция стенки кровеносного сосуда представляет собой каркас из эластино-коллагеновых элементов, заполненного рыхлой соединительной тканью Такой дополнительный слой защищает внутренние слои многослойной трубки от воздействия активного кислорода при хранении. Вместе с тем предварительная обработка его раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим смесь гентамицина, амфотерицина В, цефалоспорина и метрогила и фосфатного буферного раствора, оптимально в концентрации 0,05-0,1% масс гентамицина, 0.02-0,05% масс амфотерицина В и 1,5-3,0% масс цефалоспорина, 0,1-0,3% масс метрогила и 3,0-5,0% масс фосфатного буферного раствора обеспечивает полное устранение угрозы биологического заражения гомографта, создавая внешнюю структуру, оптимальную для сорбции фибробластов при ее помещении в организм.
Такие свойства биологического компонента СГ делают возможным его самостоятельного использования, позволяя рассматривать его в качестве варианта заявляемой группы технических решений.
— Сосудистый клапанный гомографт легочный с бифуркацией СКГ Ле.22.Св. Диаметр трубки внутренний 28 мм; диаметр легочной артерии внутренний, мм: левой 18, правой 20; длина трубки 60 мм; длина легочной артерии, мм: левой 20, правой 20. Толщина слоя адвентиции 0,5 мм.
— Сердечно-сосудистый клапанный гомографт легочный с удаленной створкой СКГ Ле.23.Св. Диаметр трубки внутренний 20 мм; длина трубки 50 мм. Толщина слоя адвентиции 2,5 мм.
— Сосудистый клапанный гомографт легочный с удаленной створкой комбинированный СКГ Ле.27.К.Св. Диаметр трубки внутренний 12 мм; длина трубки 15 мм. Толщина слоя адвентиции 3,0 мм.
— Сосудистый артериальный гомографт САГ.31.КР.. Диаметр трубки внутренний, мм: на уровне проксимального отверстия 10, на уровне дистального отверстия 6; длина трубки 150 мм. Толщина слоя адвентиции 0,5 мм.
— Сосудистый венозный гомографт с бифуркацией СВГ. Диаметр трубки внутренний, мм: на уровне проксимального отверстия 12, на уровне дистального отверстия 7, 7; длина трубки 100 мм. Толщина слоя адвентиции 2,0 мм.
Биологическую компоненту СГК получали путем препарирования сердца трупа-донора с последующим лигированием вен. При этом препарирование осуществлялось с сохранением слоя адвентиции 7 толщиной 0,5-3,0 мм, после чего промывали дистиллированной водой и обрабатывали раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим 0,05-0,1% масс гентамицина, 0.02-0,05% масс амфотерицина В и 1,5-3,0%) масс цефалоспорина и 0,1-0,3%) масс метрогила, 3,0-5,0% масс фосфатного буферного раствора.
Полученное изделие имело верхний слой с одной стороны стерильный, а с другой стороны, обладающий высокими сорбционными свойствами, способными сорбировать фибробласты. Проксимальный конец трубки ТСК при необходимости формируют до заданной формы посадочной части, обеспечивая оптимальный шаг диаметра в 1 мм, что легко достижимо в связи с высокой эластичностью используемого биоматериала. При необходимости в состав ТСК могут входить дополнительные элементы сердечно-сосудистой системы, например, клапан, которые фиксируют в трубчатом каркасе из стали или пироуглерода и закрепляют с помощью нити. Полученный гомографт стерилизуют и помещают в пакете с питательной средой на хранение в холодильник.
Ниже приведено сопоставление полученных гомографтов и используемых аналогов.
| Таблица 1 | ||
| Сравнение свойств ГСК и ГС заявляемой структуры и ближайшего аналога. | ||
| Параметр | Заявляемый СГ | Аналог |
| Содержание клеток с сохраненной структурой в формализованном участке сосудистой ткани на гистологическом срезе гомографта, | ||
| % | ||
| СГ аортальный |  | |
| Фибробласты | 70±10 | 98±2.5 |
| Эндотелиальные клетки | 12±1 | 87±7 |
| СГ легочный | | |
| Фибробласты | 62±11 | 97±2.8 |
| Эндотелиальные клетки | 11±2 | 86±5.3 |
| СГ артериальный | | |
| Фибробласты | 55±10 | 95±1.7 |
| Эндотелиальные клетки | 10±2 | 72±17 |
| Степень сохранности механических свойств стенки СГК (диаметр СГ на уровне прикрепления комиссур клапанов до и после заполнении его физиологическим раствором, %) | ||
| СГ аортальный (каркас из пироуглерода) | 98±2 | 78±6 |
| СГ легочный (каркас из стали марки 40КЧНМ). | 96±3 | 71±7 |
| СГ артериальный (каркас из стали марки 12X18Н10.). | 97±2 | 75±5 |
Как показали проведенные испытания, заявляемые гомографы обеспечивают лучшую приживляемость протеза в организме за счет практически полного исключения иммуногенности клеток эпителия и хорошей сорбции клеток организма-хозяина на обработанной адвентиции а также может сохраняться свыше 90 дней при температуре 0+4С и около года при криоконсервировании в жидком азоте.
1. Сердечно-сосудистый гомографт комбинированного типа в виде многослойной трубки из сосудистой ткани, включающей в себя внутренний слой интимы, слой фенестрированных эластичных мембран и наружную эластическую мембрану, помещенные в трубку из материала небиологической природы, отличающийся тем, что трубка из сосудистой ткани содержит дополнительно наружный слой из адвентиции, подвергнутый предварительно обработке раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим антибиотики и фосфатный буфер.
2. Сердечно-сосудистый гомографт по п.1, отличающийся тем, что слой адвентиции, подвергнутый предварительно обработке раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим антибиотики, имеет толщину 0,5-3 мм.
3. Сердечно-сосудистый гомографт по п.1, отличающийся тем, что наружная трубка выполнена из пироуглерода.
4. Сердечно-сосудистый гомографт по п.1, отличающийся тем, что наружная трубка выполнена из стали.
5. Сердечно-сосудистый гомографт по п.4, отличающийся тем, что наружная трубка выполнена из стали марки 40КЧНМ.
6. Сердечно-сосудистый гомографт по п.1, отличающийся тем, что слой адвенции имеет толщину 0,5-3 мм и состоит из соединительной ткани, обработанной раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим смесь гентамицина, амфотерицина В, цефалоспорина и метрогила.
7. Сердечно-сосудистый гомографт по п.6, отличающийся тем, что слой адвенции состоит из соединительной ткани, обработанной раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим 0,05-0,1 мас.% гентамицина, 0,02-0,05 мас.% амфотерицина В и 1,5-3,0 мас.% цефалоспорина и 0,1-0,3 мас.% метрогила.
8. Сердечно-сосудистый гомографт в виде многослойной трубки из сосудистой ткани, включающей в себя внутренний слой интимы, слой фенестрированных эластичных мембран и наружную эластическую мембрану, отличающийся тем, что она содержит дополнительно наружный слой из адвентиции, подвергнутый предварительно обработке раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим антибиотики.
9. Сердечно-сосудистый гомографт по п.7, отличающийся тем, что слой из адвентиции, подвергнутый предварительно обработке раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим антибиотики, имеет толщину 0,5-3 мм.
10. Сердечно-сосудистый гомографт по п.7, отличающийся тем, что слой из адвентиции, подвергнутый предварительно обработке, состоит из соединительной ткани, обработанной раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим смесь гентамицина, амфотерицина В, цефалоспорина и метрогила.
11. Сердечно-сосудистый гомографт по п.10, отличающийся тем, что слой адвенции состоит из соединительной ткани, обработанной раствором ДМЭМ-Ф12, содержащим 0,05-0,1 мас.% гентамицина, 0.02-0,05 мас.% амфотерицина В и 1,5-3,0 мас.% цефалоспорина и 0,1-0,3 мас.% метрогила.
Информация для врачей
На наиболее часто задаваемые вопросы по поводу применения гомографтов для замены аортального клапана и/или корня аорты отвечает « национальный эксперт» США в этой области Рональд Элкинс ( Ronald C.Elkins ), Универсистет штата Оклахома, США.
1. В каких случаях кардиохирург рекомендует использование аортального гомотрансплантата ( аллотрансплантата) для замены аортального клапана?
Взрослым пациентам с эндокардитом нативного аортального клапана или аортального клапанного протеза обычно требуется протезирование клапана. Аллотрансплантат в качестве заменителя пораженного бакэндокардитом клапана оказался более предпочтительным в связи с малой частотой возникновения возвратного эндокардита. В связи с этим многие хирурги полагают, что у пациентов с эндокардитом аортального клапана методом выбора оперативного лечения является замена пораженного клапана или протеза на аортальный аллотрансплантат. В недавнее время было показано, что молодым пациентам, которым требуется замена аортального клапана по поводу эндокардита наиболее показана ( « операция Росса»). Эта операция также имеет низкую частоту развития возвратного эндокардита, а аутолегочный клапан, как живой аутотрансплантат, не требует повторной замены с течением времени.
Больным с маленьким размером аортального аннулуса ( фиброзного кольца) может быть выполнена замена клапана аллографтом или операция Росса без потребности в расширении кольца по Конно или Манукяну, поскольку ауто- и аллографты не уменьшают размер аннулуса.
Пациенты с медицинскими противопоказаниями для антикоагулянтной терапии или с сильным персональным желанием избегнуть антикоагулянтной терапии ( женщины детородного возраста и т.д.) являются кандидатами для имплантации аллотрансплантата, а не механического протеза.
Пациенты с параклапанной фистулой и очевидностью слабости ( расщепленности) аортального аннулуса могут быть эффективно прооперированы путем замены аортального корня гомографтом. Это особенно показано для пациентов, у которых возникала парапротезная фистула более одного раза.
Пациенты, требующие одновременного протезирования аневризматически пораженной восходящей аорты и пораженного аортального клапана — кандидаты для выполнения замены клапана и корня аорты аллотрансплантатом.
2. Какая техника внедрения гомографта является
предпочтительной?
Аллотрансплантат может быть имплантирован субкоронарно в просвет аорты в виде иссеченных створок и аннулуса со стенками синусов (scalloped sub-coronary implant), в виде включенного в просвет аорты цилиндра (inclusion cylinder) и в виде замены корня аорты (root replacement). В последнее время многие хирурги с большим опытом имплантаций гомографтов при аортальных пороках рекомендуют использовать аллографты в виде замены корня аорты во всех случаях. Эта методика дает меньше случаев возникновения недостаточности створок гомографта из-за технических искривлений его при имплантации, при этой методике практически не имеет значение размер аннулуса аортального клапана пациента, а техника имплантации знакома большинству кардиохирургов ( операция Bentall’а). Повторная операция замены корня аллотрансплантата не является трудной.
3. Должен ли использоваться аллографт для замены аортального клапана и восходящей аорты у пациентов с синдромом Марфана или аннуло-аортальной эктазией?
Замена восходящей аорты и аортального клапана гомографтом у пациентов с синдромом Марфана или у пациентов с аннуло-аортальной эктазией может быть выполнена по методике имплантации гомографта «root replacement» с сокращением размера аортального аннулуса больного до размера аннулуса имплантируемого аллотрансплантата с фиксацией этого размера внешней дакроновой манжетой. Эта техника применима у молодых пациентов и у пациентов, которым противопоказана антикоагулянтная терапия.
4. Возможно ли использование легочного аллографта для замены аортального клапана?
Замена аортального клапана легочным гомографтом была выполнена множеством хирургов с хорошими ближайшими результатами. Створки легочного гомографта имеют такие же как у аортального гомографта радиальные и продольные механические характеристики. Но стенка легочной артерии и ее корень имеют совершенно иные свойства в сравнении с аортой, в связи с чем использование легочно-артериального корня не рекомендуется для замены корня аорты. Наш ранний, ограниченный опыт замены аортального клапана и корня аорты легочно-артериальным гомографтом был неудовлетворительным, и впоследствии мы стали избегать применения легочного гомографта для замены аортального клапана и корня аорты.
5. Каким образом техника имплантации гомографта влияет на выбор его размера?
Выбор размера аортального аллотрансплантата важен у пациентов, которым гомографт имплантируется внутриаортально. Измеренный калибром или эхокардиографией диаметр аннулярного кольца аорты является внутренним диаметром аортального аннулуса и соотносится с диаметром аортального аннулуса аллотрансплантата, но когда аллотрансплантат имплантируется внутриаортально, его стенка займет некоторую часть от диаметра аннулуса больного. В общем, после соответствующей подготовки ( иссечение мышечных тканей вокруг аннулярного кольца гомографта), аортальная стенка аллотрансплантата займет от 3 до 4 мм от диаметра аортального аннулуса больного. Поэтому аллотрансплантат должен быть на 3 или 4 мм меньше, чем измеренный аортальный аннулус пациента ( к примеру, аортальный гомографт 20мм будет соответствовать 24-миллиметровому диаметру аортального аннулуса пациента). При имплантации гомографта по типу « аортального корня», используемый аортальный аллотрансплантат должен быть такого же размера как измеренный аннулус пациента или в пределах от 1 до 2 мм в ту или другую сторону ( то есть., гомографт размером от 22 до 26 мм может использоваться для замены аортального корня с размером аннулуса 24 мм). У пациентов с существенной дилатацией аортального аннулуса из-за аортальной недостаточности или аннуло-аортальной эктазии, размер аннулярного кольца должен быть уменьшен до размера, соответствующего величине поверхности тела больного, а соответствующий этому размеру аортальный аллотрансплантат должен использоваться после процедуры аннулопластики, редуцирующей диаметр кольца.
6. Каковы отдаленные результаты замены аортального клапана аортальным гомографтом?
Хирурги придумали, как сохранить сердечный клапан у детей на всю жизнь
В челябинском Федеральном центре сердечно-сосудистой хирургии работают ведущие специалисты целого ряда крупнейших клиник России. Их собрала возможность обменяться опытом и получить свежие исследовательские данные по технологии «гомографт», сообщает корреспондент ГТРК «Южный Урал».
«Гомографт» или биологический имплантат части легочной артерии и сердечного клапана. Принципиальное же отличие гомографа от любых механических протезов или других биологических протезов — в их полной совместимости с организмом пациента.
«Преимущество данных биологических имплантатов, содержащих клапаны, не требуется приема ни каких лекарств: ни варфарина, ни аспирина. Это важно для людей старшего возраста, у которых заболевание печени – им можно использовать гомографты. Гомографты у взрослых людей являются незаменимыми изделиями при инфекционном абсцессе. Потому-что они наиболее устойчивые к инфекции имплантаты и они в организме обеспечивают устойчивое выздоровление даже при операциях в условиях тяжелых септических осложнений», – комментирует Игорь Гладышев, заведующий детским отделением ФЦССХ (Челябинск).
Но, если для взрослых пациентов установка гомографа – это избавление от необходимости постоянно следить за своим здоровьем и вести особый образ жизни (это связанно с приемом иммуноподавляющих препаратов), то для ребенка гомограф – это буквально вопрос жизни и смерти. Организм ребенка растет, и перед врачами всегда вставала страшная перспектива раз за разом, пока ребенок не вырастит, делать тяжелейшие кардиооперации, менять протезы сердечного клапана на те, которые соответствуют возрасту маленького пациента.
«При росте организма маленького пациента, гомографт растягивается, и это его принципиальное отличие от других биологических протезов. Все биологические протезы фиксированы формалином, 100%. И естественно, после фиксации биопротеза в формалине, этот протез превращается в пластмассу», – поясняет Владимир Балсуновский, главный детский кардиохирург Ленинградской области.
Впервые эта технология была реализована в Санкт-Петербурге, в клинике профессора Мовсесяна. Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии в Челябинске взял её на вооружение уже с первого года своего открытия и сейчас, каждый год, примерно 10-15 маленьких пациентов получают возможность не только встать на ноги, но и избавиться от неприятной перспективы повторных операций. Высокую оценку гомографам дали и в Нижнем Новгороде, представители которого сейчас работают в Челябинске.
«Для ребенка это спасение, потому-что небиологических заменителей нет. Есть синтетические, клапаносодержащие кондуиты. Однако они обязательно предусматривают механический клапан, протез. Но, ребенку механический клапан не поставишь, растет ребенок», – отмечает Михаил Широков, заведующий детским отделением ГБУЗ НО «Специализированная кардиохирургическая клиническая больница», Нижний Новгород.
Также сейчас активно обсуждаются сопутствующие темы вопроса нарушений сердечного ритма, аномалии Эпштейна и критических врожденных пороков у детей. Все эти заболевания сейчас успешно лечатся в Федеральном центре сердечно-сосудистой хирургии Минздрава России в Челябинске.
Сосудистый клапанный гомографт
Сосудистый клапанный гомографт («гомографт» от лат. homograft, homo — человек, либо, в других интерпретациях, homogeneus – однородный, graft — трансплантат, протез) — имплантируемый протез, который полностью или частично состоит из неживых, специально обработанных тканей человека, включающих сердечные клапаны.
Термин «гомографт» используется, когда речь идёт о пересадке от человека к человеку. При пересадке между разными видами, например, от животного к человеку (как правило, свиные или бычьи участки), используют термин «ксенографт» (xenograft, xenotransplantation), при пересадке у одного и того же человека из одной позиции в другую — термин «аутографт» (autograft).
Примеры гомографтов представлены на рисунках.
Содержание
Хранение
В настоящее время используются следующие типы трансплантатов (гомографтов) по характеру хранения:
Применение
Используются в сердечно-сосудистой хирургии в качестве пластического материала для замены клапанов сердца и/или фрагментов сосудов и/или шунтирования сосудов сердечно-сосудистой системы, для коррекции врожденных и приобретенных пороков сердца.
Клапан лёгочной артерии (пульмональный) часто используется у детей с врождёнными пороками сердца, в то время как аортальный — при разрушении аортального клапана при воспалительном процессе для его замены.
Преимуществами клапанных гомографтов являются:
Срок нормального функционирования гомографта в аортальной позиции в среднем 10-15 лет, а при имплантации его в выходной отдел правого желудочка (при коррекции сложных врожденных пороков сердца) в 2-3 раза дольше.
Существует операция Росса, при которой для протезирования аортального клапана используется собственный клапан легочной артерии, на место которого имплантируется гомографт и операция Росса II, при которой легочный аутографт используется для протезирования митрального клапана, на место которого имплантируется гомографт.