Будаев Антон Аркадьевич - научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии.
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090
Anton A. Budaev - Researcher of the Department of Biotechnology and Transfusiology.
3 Bol-shaya Sukharevskaya sq., Moscow, 129090
Боровкова Наталья Валерьевна - доктор медицинских наук, заведующая научным отделением биотехнологий и трансфузиологии НИИСП им. Н.В. Склифосовского, доцент кафедры трансплантологии и искусственных органов, РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090; , ул. Островитянова д. 1, Москва, 117997
Natal'ya V. Borovkova - Doctor of Medical Sciences, Head of the Scientific Department of Biotechnology and Transfusiology, N.V. Sklifosovsky RIEM; Associate Professor of the Department of Transplantology and Artificial Organs, N.l. Pirogov RNRMU.
3 Bolshaya Sukharevskaya sq., Moscow, 129090; 1 Ostrovityanova str., Moscow, 117997
Файн Алексей Максимович - доктор медицинских наук, заведующий научным отделением неотложной травматологии опорно-двигательного аппарата, НИИСП им. Н.В. Склифосовского, Профессор кафедры травматологии, ортопедии и медицины катастроф, МГМСУ им. А.И. Евдокимова.
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090; ул. Делегатская, 20, стр. 1, Москва, 127473
Aleksey М. Fayn - Dr. Sci. (Med.), Head of the Scientific Department of Emergency Traumatology of the Musculoskeletal System, N.V. Sklifosovsky RI for Emergency Medicine, Professor of the Department of Traumatology, Orthopedics and Medicine kartastrof, A.I. Yevdokimov MSUMD.
3 Bolshaya Sukharevskaya sq., Moscow, 129090; 20 Bldg. 1 Delegatskaya str., Moscow 127473
Файн Алексей Максимович - доктор медицинских наук, заведующий научным отделением неотложной травматологии опорно-двигательного аппарата, НИИСП им. Н.В. Склифосовского, Профессор кафедры травматологии, ортопедии и медицины катастроф, МГМСУ им. А.И. Евдокимова.
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090; ул. Делегатская, 20, стр. 1, Москва, 127473
Aleksandr Y. Nikolaev - Cand. Sci. (Physical and Mathematical), Senior Researcher at the Laboratory of Physical Chemistry of Polymers.
28 Vavilova str., Moscow, 119334
Макаров Максим Сергеевич – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии.
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090
Maksim S. Makarov - Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher at the Department of Biotechnology and Transfusiology.
3 Bolshaya Sukharevskaya sq., Moscow, 129090
Сторожева Майя Викторовна - научный сотрудник отделения биотехнологий и трансфузиологии.
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090
Mayya V. Storozheva - Researcher of the Department of Biotechnology and Transfusiology.
Bolshaya Sukharevskaya pi., 3, Moscow, 129090
Скуратовская Кристина Ивановна - младший научный сотрудник отделения неотложной травматологии опорно-двигательного аппарата.
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090
Kristina I. Skuratovskaya - Junior Researcher of the Department of Emergency Traumatology of the Musculoskeletal System.
3 Bolshaya Sukharevskaya sq., Moscow, 129090
Ваза Александр Юльевич - кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник отделения неотложной травматологии.
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090
Aleksandr Y. Vaza - Cand. Sci. (Med.), Leading Researcher of the Department of Emergency Traumatology.
3 Bolshaya Sukharevskaya sq., Moscow, 129090
Фомичева Ирина Викторовна - медицинский лабораторный техник, патологоанатомического отделения.
Ул. Велозаводская, д. 1/1, Москва, 115280
Irina V. Fomicheva - Medical Laboratory Technician, Pathology Department.
1/1 Velizavodsjaya str., Moscow, 115280
Черненькая Татьяна Витальевна - кандидат медицинских наук, заведующая научной лабораторией клинической микробиологии.
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090
Tat'yana V. Chernen'kaya - Candidate of Medical Sciences, Head of the Scientific Laboratory of Clinical Microbiology.
3 Bolshaya Sukharevskaya sq., Moscow, 129090
Каниболоцкий Александр Алексеевич - кандидат медицинских наук, доцент, врач-патологоанатом, заведующий патологоанатомическим отделением.
Большая Сухаревская пл., д. 3, Москва, 129090
Aleksandr A. Kanibolotskiy - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, pathologist, Head of the Pathology Department.
3 Bolshaya Sukharevskaya sq., Moscow, 129090
Актуальность. Структурно-функциональные особенности ткани сухожилия человека создают определённые сложности при выборе адекватного способа консервирования трансплантатов на основе сухожилий. В процессе консервации необходимо сохранить механические и функциональные параметры сухожилий, а также обеспечить стерильность и биологическую безопасность трансплантата. Перспективными представляются методики, которые совмещают консервирование сухожилий при низких температурах и стерилизацию сверхкритическим диоксидом углерода.
Цель работы: определить оптимальные режимы стерилизации аллогенных трансплантатов сухожилий сверхкритическим диоксидом углерода.
Материалы и методы. В работе исследовали образцы аллогенных сухожилий, заготовленных от доноров тканей с соблюдением правил асептики и антисептики. После карантинизации и подтверждения отсутствия гемотрансмиссивных инфекций трансплантаты сухожилий разделили на три группы: в контрольной группе сухожилия не подвергали процедурам криоконсервирования и стерилизации, в двух опытных группах сухожилия обрабатывали криконсервантом - 10 % раствором диметилсульфоксида (ДМСО) и стерилизовали сверхкритическим диоксидом углерода с медленным сбросом газа (2-я группа) или с быстрым сбросом газа (3-я группа), продолжительность стерилизации в обеих группах варьировала от 1 до 12 часов. Токсичность трансплантатов оценивали в культуре мезенхимальных мультипотентных стромальных клеток человека (ММСК) на 3 и 7 сутки. Стерильность трансплантатов подтверждали на 7 и 14 сутки путём бактериологического посева на тиогликолевую среду и бульон Сабуро. Механические испытания проводили на машине LLOYD Instruments LR5K Plus со скоростью растяжения 5 мм/мин.
Результаты. Гистологический анализ показал, что в группе с медленной декомпрессией коллагеновые волокна сохраняли свою целостность и топографию и содержали лишь локальные незначительные разрывы, при всех сроках обработки трансплантаты сухожилий были стерильными и нетоксичными. Напротив, в группе с быстрой декомпрессией отмечалось выраженное повреждение коллагеновых волокон, наблюдался рост бактериальной и грибковой флоры при посеве. Для оценки механических характеристик использовали трансплантаты контрольной группы и группы, где стерилизацию сверхкритическим диоксидом углерода проводили с медленным сбросом газа в течение 1-12 часов. В консервированных сухожилиях жёсткость и предельное напряжение достоверно не отличались от аналогичных значений в контроле (р > 0,05), напротив, уровень предельной деформации во всех экспериментальных образцах был достоверно снижен в 1,5-2,1 раза по сравнению с контролем. Модуль Юнга и нагрузка при разрыве в контроле и при стерилизации сухожилий в течение 1 часа имели сходные значения, тогда как при стерилизации от 3 до 12 часов эти параметры были в 1,4-2,1 раза снижены по сравнению с исходными сухожилиями (р < 0,05).
Выводы. Предложенная методика консервирования сухожилий с использованием ДМСО и стерилизации сверхкритическим диоксидом углерода позволяет получить стерильные и нетоксичные трансплантаты. Структура клеток и волокон консервированных сухожилий не претерпевает значительных нарушений. Для стерилизации сверхкритическим диоксидом углерода трансплантатов сухожилий наиболее оптимальное время обработки составляет 1 час.
Structural and functional properties of the human tendon tissue complicate process of tendon-based grafts preserving. In the process of preservation, it is necessary to maintain mechanical and functional parameters of the tendon tissue as well as to provide sterility and biological safety of the graft. One could conclude effectiveness of techniques, combining tendon conservation at low temperatures and sterilization with the supercritical carbon dioxide.
Aim of work: to find optimal conditions for allogeneic tendon grafts sterilization with supercritical carbon dioxide.
Materials and methods. Allogeneic tendons were prepared from the tissue donors, following the rules of asepsis and antisepsis. After quarantine and confirmation of the absence of blood-borne infections the tendon grafts were divided into 3 groups: in the control group the tendons were not subjected to cryopreservation and sterilization procedures; in 2 experimental groups tendons were treated with a cryoprotector 10 % dimethyl sulfoxide (DMSO) solution and sterilized with supercritical carbon dioxide with slow gas discharge (group 2) or with fast gas discharge (group 3); the duration of sterilization in both groups varied from 1 to 12 hours. The toxicity of the grafts was assessed in human mesenchymal multipotent stromal cells (MMSC) culture on the 3rd and 7th days. The sterility of the grafts was confirmed on the 7th and 14th day by bacteriological culture on thioglycol medium and Saburo broth. Mechanical tests were performed on testing machine LLOYD Instruments LR5K Plus with the tensile speed 5 mm/min.
Results. Histological analysis showed, that in the group with slow gas discharge collagen fibers retained their integrity and topography and contained only local minor tears; in all terms of treatment, the tendon grafts were sterile and nontoxic. On the contrary, in the group with fast gas discharge there was marked damage of the collagen fibers and growth of bacterial and fungal flora was observed in the culture. The grafts of the control group and the group, where sterilization with supercritical carbon dioxide was performed with slow gas discharge for 1-12 hours, were used to evaluate mechanical characteristics. In the preserved tendons the stiffness and ultimate strain did not significantly differ from the similar values in the control (p > 0.05), on the contrary, the level of ultimate strain in all experimental specimens was significantly reduced by 1.5-2.1 times comparing to the control. Young's modulus and load at rupture in the control grafts and grafts, sterilized for 1 hour, had similar values, whereas in grafts, sterilized from 3 to 12 hours, these parameters were 1.4-2.1 times lower (p < 0.05).
Conclusions. The suggested technique of tendon preservation, using cryoprotector DMSO and sterilization with the supercritical carbon dioxide, allows to obtain sterile and non-toxic grafts. The structure of cells and fibers of the preserved tendons did not significantly disturbed. For supercritical carbon dioxide sterilization of tendon grafts the most optimal processing time is 1 hour.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.