Оценка оригинального герметизирующего покрытия с антибактериальным эффектом для синтетических сосудистых протезов

Е.В. Карпова,

Н.Е. Лучников,

Д.А. Сирота,

А.Г. Едемский,

А.В. Богачев-Прокофьев,

А.М. Чернявский,

Протезы из полиэтилентерефталата (дакрон, полиэстер) используются в хирургии сосудов среднего и большого диаметров более 60 лет и являются эффективными и долговечными [1]. Тканые сосудистые протезы имеют поры различных размеров, способствующие формированию неоинтимы на внутренней поверхности и наружной инкапсуляции соединительной тканью. С другой стороны, такие поры обусловливают и основной недостаток — высокую проницаемость для жидкостей, что может привести к значительной интраоперационной кровопотере через стенку протеза. В конце 50-х и начале 60-х гг. прошлого века предложили два способа преодоления указанного недостатка: предварительную обработку протеза цельной кровью пациента непосредственно перед имплантацией (преклоттинг) либо его пропитку биорезорбиру-емыми веществами на этапе изготовления.

Преклоттинг основан на формировании тромботических масс в порах сосудистого протеза. Пропитка сосудистого протеза биорезорбируемыми веществами предложена в 1960 г. [2]. Обычно использовали нецитотоксичные и нетромбогенные материалы белковой природы: коллаген или желатин, позже — альбумин [3–7]. После пропитки протез становится непроницаемым, а последующая резорбция герметизирующего субстрата способствует его биоинтеграции.

Методы преклоттинга и пропитки появились практически одновременно, однако преклоттинг в первое время считался более популярным из-за отсутствия готовых пропитанных протезов, которые стали коммерчески доступными лишь с 1980-х гг.

Бактериальная инвазия с последующим генерализованным инфекционным процессом — одно из наиболее тяжелых осложнений, сопровождается высоким уровнем летальности. Частота развития инфекций, по различным данным, составляет 1–6 %. В раннем послеоперационном периоде возбудителями в 60–70 % случаев являются грамположитель-ные бактерии (Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis) [8]. Раннее инфицирование инициирует бактериальная адгезия с последующим формированием бактериальной биопленки на его люминальной поверхности. Эта пленка обладает высокой устойчивостью к иммунной защите реципиента и проникновению антибиотиков, что является основным препятствием для лечения инфекций протеза [9; 10].

В связи с этим рекомендована дополнительная обработка протезов антибактериальными агентами, для чего использовали ионы серебра, триклозан и, конечно, антибиотики [11–13]. Наиболее предпочтительным был рифампицин [11; 14]. Его использовали как в составе пропитки, так и для замачивания протезов перед имплантацией. Однако уже доказана высокая цитотоксичность рифампицина в отношении всех типов клеток — эндотелиальных, гладкомышечных, фибробластов.

Для данного исследования выбрали ванкомицин, обладающий наиболее низкой цитотоксичностью [11].

Цель — разработка и экспериментальное изучение свойств герметизирующего покрытия с антимикробным эффектом для синтетических сосудистых протезов из дакрона.

Методы

• 1.    Технология нанесения герметизирующего покрытия

Материалы. Использовали два типа тканых гофрированных сосудистых протезов (Республиканское инновационное унитарное предприятие «Научно-технологический парк БНТУ “Политехник”», Минск, Беларусь), различающихся ткацким раппортом:

• 1)    полотняное переплетение — раппорт утка

и основы представлены как 2/2 (Ry/Ro = 2/2);

• 2)    сложное переплетение — саржевое 2/1

в комбинации с атласным 6/4.

Реактивы:

• •    раствор для внутривенных инфузий «Гелофу-зин» 4 % (B. Braun SE, Мельзунген, Германия);

• •    желатин типа В из кожи крупного рогатого скота № G9391 (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, США);

• •    изопропиловый спирт (АО «Вектон», Санкт-Петербург, Россия);

• •    глицерин 99–101 % (PanReac – AppliChem, ITW Reagents, Барселона, Испания);

• •    глутаровый альдегид 25 % (PanReac –

AppliChem, ITW Reagents, Барселона, Испания).

Приготовление раствора для герметизирующей пропитки. На первом этапе готовили 8%-й раствор желатина типа В из кожи крупного рогатого скота № G9391 (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, США), заливая дистиллированной водой. Тщательно перемешивали при температуре окружающей среды (24–26 °C) в течение 10–15 мин, после чего помещали в термостат при 37 °C в течение 24 ч для набухания. Затем к раствору добавляли сукцинилирован-ный желатин «Гелофузин» 4 % для внутривенных инфузий (B. Braun SE, Мельзунген, Германия) в коли- честве, необходимом для получения 6%-го раствора желатина, используемого для пропитки.

Технология герметизирующей обработки сосудистых протезов. Отмывали образцы в 3%-м растворе перекиси водорода и подвергали низкотемпературной стерилизации в этиленоксиде (стерилизатор 3М Steri-Vac 8XL, ООО «Стерипро», Москва, Россия), после чего каждый образец фиксировали на специальные площадки для расправления гофр протеза, а затем загружали в контейнер, содержащий 750 мл раствора желатина.

Для деаэрации контейнер подключали к вакуумному насосу (750 мм рт. ст.) и выдерживали при низком вакууме в течение 30 мин. Для формирования гелеобразной желатиновой пленки протезы экспонировали 30 мин в герметизирующем растворе, после чего высушивали в течение 24 ч в асептических условиях ламинарной зоны (5 по классификации Международной организации по стандартизации (англ. International Organization for Standardization, ISO — ИСО) при температуре окружающей среды.

Высушенные образцы погружали для химической сшивки желатина на 8 ч в раствор глутарового альдегида 0,02 %, глицерина 15 % и изопропилового спирта 75 %, приготовленный на стерильной дистиллированной воде. После завершения сшивки протезы промывали пятикратно по 7 мин в 15%-м растворе глицерина на дистиллированной воде, а затем высушивали в асептических условиях при температуре окружающей среды.

Исследование проницаемости воды. Проницаемость оценивали по скорости протекания дистиллированной воды через стенку протеза. Испытания проводили при комнатной температуре в специально разработанном устройстве, сконструированном в соответствии с ГОСТ Р ИСО 7198-2013 (рис. 1).

Рис. 1. Устройство для испытания на водопроницаемость: стенд (A); фиксация образца в расправленном состоянии резиновым ободком (указано черной стрелкой) в апертуру 0,78 см² (B)