способ стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов

Формула изобретения

Способ стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов путем воздействия на них антисептическими средствами, отличающийся тем, что на костно-пластический лиофилизированный материал в виде губчатой крошки, залитой физиологическим раствором, воздействуют ультразвуковыми колебаниями в непрерывном режиме генерации частотой 40 кГц в течение 1 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности к способам стерилизации и производству лиофилизированных костных трансплантатов, предназначенных для консервации и пересадки тканей и органов.

Лиофилизированные костные трансплантаты, представленные в виде крошки губчатой костной ткани, требуют определенных подготовительных операций, которые позволяют наиболее полно реализовать все потенциальные возможности, заложенные в биопластическом материале.

Предоперационная подготовка лиофилизированной спонгиозы в зависимости от вида оперативного вмешательства предполагает следующее:

- регидратацию костного материала;

- стерилизацию, если последняя отсутствовала на этапах консервации;

- насыщение трансплантатов лекарственными веществами антисептического действия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ стерилизации костных трансплантатов (Газовая стерилизация биологических трансплантатов окисью этилена. Методические рекомендации. - Новосибирск, 1977, с. 5-15). Стерилизация обязательна при заготовке ксено- и брефотканей при случайном инфицировании тканей, полученных в условиях строгой асептики.

Окись этилена как стерилизующий агент обладает антимикробным действием, большой проникающей силой; стерилизация трансплантатов производится в течение 1 ч начиная с момента подачи стерилизующего агента. Известно, что низкочастотный ультразвук обладает выраженным стерилизующим действием in vitro (Перельман М.И., Моисеев В.С. Бактерицидное действие ультразвука. "Проблемы техники в медицине". Таганрог, 1989, с. 38-41). Ультразвуковые колебания низкой частоты, воздействуя через жидкую среду на биосистему, вызывают кроме кавитации возникновение переменного звукового давления, акустических течений, микротоков, капиллярных волн, что ведет к разрыву клеточных мембран и макромолекул (Прохоренко П.П., Дежкунов В.Н., Коновалов Е.Г. Ультразвуковой капиллярный эффект. "Наука и техника". Минск, 1981. - 135 с.). Применяя соответствующую интенсивность и продолжительность ультразвукового воздействия, можно вызвать гибель почти всех видов бактерий (Улащик B.C., Чиркин А.А. Ультразвуковая терапия, Минск, 1983. - 253 с.). Ультразвук обладает равным бактерицидным действием в отношении стафилококков, протея, кишечной, синегнойной палочки и др.

Недостатком известного способа стерилизации костных трансплантатов является длительность и трудоемкость процесса стерилизации и изготовления готового продукта, технологическая сложность способа стерилизации, необходимость проведения выветривания окиси этилена для снижения токсичности производства костных трансплантатов, а также невозможность совмещения регидратации со стерилизацией костных трансплантатов.

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание изобретения, является повышение эффективности способа стерилизации с одновременной регидратацией лиофилизированных костных трансплантатов и уменьшение времени проведения стерилизации.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов путем воздействия на них антисептическими средствами на костно-пластический лиофилизированный материал в виде губчатой крошки, залитой физиологическим раствором, воздействуют ультразвуковыми колебаниями в непрерывном режиме с частотой 40 кГц в течение 1 мин.

В процессе предоперационной подготовки существует необходимость доведения процентного содержания влаги в лиофилизированной костной ткани до исходного уровня, который был до момента сушки материала. Существующий способ регидратации лиофилизированных тканей основан на помещении материала в физиологический раствор. Причем в зависимости от вида ткани время насыщения водой тканевых трансплантатов может составлять от 1 ч (для губчатой костной ткани) до 24 ч (для лиофилизированного реберного хряща, крупных фрагментов компактной костной ткани).

Способ стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов осуществляют следующим образом. Для реализации способа была использована медицинская ультразвуковая установка Pro-sonic Assistant фирмы Chemist Sultan, широко используемая в медицинской практике. В ультразвуковую установку помещают лиофилизированные костные трансплантаты в объеме 50 см³ в виде губчатой крошки размером от 0,1 до 0,3 см³, залитые физиологическим раствором (100 мл) и воздействуют на них в непрерывном режиме генерации ультразвуковыми колебаниями при частоте 40 кГц; продолжительность ультразвукового воздействия составляет 1 мин.

С целью проверки эффективности процесса стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов, осуществляемого предлагаемым способом, было проведено бактериологическое исследование 120 образцов лиофилизированных костных трансплантатов. Двадцать образцов лиофилизированных костных трансплантатов после 1-минутного воздействия на них низкочастотными ультразвуковыми колебаниями (по данному способу стерилизации) были посеяны в 1%-ный сахарный мясопептонный бульон и в среду Китта-Тароцци. Посевы в мясопептонном бульоне инкубированы в термостате при температуре 37^oC в течение 3 суток, а в среде Китта-Тароцци - 7 суток. Роста микробов ни в одном случае не получено. Из мясопептонного бульона и среды Китта-Тароцци костные трансплантаты по истечении этого времени были вынуты и разложены в чашках с пластинчатым кровяным сахарным агаром, после чего инкубировались двое суток при температуре 37^oC. Роста микробов ни в одном случае не отмечено, что указывает на высокую эффективность предлагаемого способа стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов. Результаты исследования приведены в табл. 1.

Также было выявлено ускорение процесса регидратации лиофилизированных костных трансплантатов под воздействием на них низкочастотных ультразвуковых колебаний. После 1 мин воздействия на лиофилизированные костные трансплантаты ультразвуковыми колебаниями с частотой 40 кГц содержание воды в спонгиозе составило 25,5%. Результаты регидратации лиофилизированной костной ткани представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что под воздействием ультразвуковых низкочастотных колебаний повышается степень насыщения и ускоряется процесс регидратации лиофилизированных костных трансплантатов, представленных в виде крошки губчатой костной ткани.

Обобщая полученные данные, можно утверждать, что предлагаемый способ стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов путем воздействия на последние низкочастотными ультразвуковыми колебаниями в течение 1 мин обеспечивает не только полную стерильность обрабатываемого материала, но и одновременно обеспечивает ускорение процесса регидратации лиофилизированных костных трансплантатов.

Проведенные заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения. Определение из перечня выявляемых аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемом способе стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявляемого изобретения условию "изобретательский уровень" заявители провели дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого способа стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителями, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата. Следовательно, заявляемый способ стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов соответствует критерию "изобретательский уровень".

Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемый эффективный и недорогостоящий способ стерилизации лиофилизированных костных трансплантатов может широко быть использован в лечебных учреждениях здравоохранения России и СНГ и на предприятиях по изготовлению биопластических материалов, используемых в хирургической практике.