КАЛЬЦИФИКАЦИЯ ЭЛАСТИН-СОДЕРЖАЩИХ КСЕНОГЕННЫХ БИОМАТЕРИАЛОВ: ВЛИЯНИЕ КОНСЕРВАНТОВ И БИСФОСФОНАТОВ

Авторы: Журавлева И.Ю.¹, Васильева М.Б.², Тимченко Т.П.³, Кузнецова Е.В.⁴, Полиенко Ю.Ф.⁵, Ничай Н.Р.⁶, Богачев-Прокофьев А.В.⁷

Принадлежность авторов

Реферат

Цель исследования – гистологическая оценка ранних стадий процесса кальцификации стенок свиной аорты и бычьей яремной вены, консервированных глутаровым альдегидом и диглицидиловым эфиром этиленгликоля и модифицированных аминосодержащими бисфосфоновыми соединениями, в экспериментальной модели подкожной имплантации крысам. Материал и методы. Подкожная имплантация образцов биоматериала крысам на 10, 20 и 30 суток с последующим изучением кальциевых депозитов методом световой микроскопии при окраске по фон Косса. Результаты. Основными субстратами кальцификации ксеноаортальной и ксеновенозной стенок являются эластин и гладкомышечные клетки. Накопление кальция в аорте не зависит от базовой консервации. Обработка диэпоксидом тормозит кальцификацию ксеновены до 30 суток эксперимента. Антикальциевый эффект иммобилизованных бисфосфонатов (памидроновой и 2-(2¢-карбоксиэтил-амино)этилиден-1,1-бисфосфоновой кислот) варьирует в зависимости от микроструктуры биоматериалов, способа базовой консервации и химической структуры бисфосфоната.

Тэги

антикальциевая обработка, бисфосфонаты, глутаральдегид, диэпоксид, кардиоваскулярные ксенопротезы, эластин-содержащие ткани

Список литературы

1. Астапов Д.А., Караськов А.М., Семенова Е.И., Демидов Д.П. Протезирование митрального клапана биологическими протезами: непосредственные и отдаленные результаты // Хирургия. 2013. (9). 18–23.

2. Барбараш Л.С., Журавлева И.Ю. Эволюция биопротезов клапанов сердца: достижения и проблемы двух десятилетий // Комплекс. пробл. серд.-сосуд. заболеваний. 2012. (1). 4–11.

3. Журавлева И.Ю., Карпова Е.В., Кузнецова Е.В., Юношев А.С., Коробейников А.А., Тимченко Т.П., Ничай Н.Р., Сойнов И.А., Горбатых А.В. Клапаносодержащий ксеновенозный кондуит: terra incognita или tabula rasa? // Сиб. науч. мед. журн. 2016. (2). 90–101.

4. Журавлева И.Ю. Биоцидная композиция для асептического хранения консервированного протезного материала из тканей животного происхождения. Патент РФ № 2580621; Опубл. 24.11.2014.

5. Кретов Е.И., Козырь К.В., Таркова А.Р., Сергеевичев Д.С., Коробейников А.А., Тимченко Т.П., Зубарев Д.Д., Зыков И.С., Байструков В.И. Первый опыт траскатерной имплантации прототипа нового самораскрывающегося протеза аортального клапана в эксперименте // Патол. кровообращения и кардиохирургия. 2016. 20. (4). 176–183.

6. Alfer’ev I.S., Mikhalin N.V. Reactions of vinylidenediphosphonic acid with nucleophiles. 4. Addition of amino acids, diastereotopy of phosphorus atoms in the addition products // Bull. Russ. Acad. Div. Chem. Sci. 1992. 41. (9). 1709–1711.

7. Alferiev I.S., Connolly J.M., Levy R.J. A novel mercapto-bisphosphonate as an efficient anticalcification agent for bioprosthetic tissues // J. Organometallic Chem. 2005. 690. 2543–2547.

8. Andreas M., Wallner S., Ruetzler K., Wiedemann D., Ehrlich M., Heinze G., Binder T., Moritz A., Hiesmayr M.J., Kocher A., Laufer G. Comparable long-term results for porcine and pericardial prostheses after isolated aortic valve replacement // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2015. 48. (4). 557–561.

9. Bailey M.T., Pillarisetti S., Xiao H., Vyavahare N.R. Role of elastin in pathologic calcification of xenograft heart valves // J. Biomed. Mater. Res. A. 2003. 66. (1). 93–102.

10. Connolly J.M., Bakay M.A., Alferiev I.S., Gorman R.C., Gorman J.H., 3rd, Kruth H.S., Ashworth P.E., Kutty J.K., Schoen F.J., Bianco R.W., Levy R.J. Triglycidyl amine crosslinking combined with ethanol inhibits bioprosthetic heart valve calcification // Ann. Thorac. Surg. 2011. 92. (3). 858–65.

11. Jorge-Herrero E., Garcia Paez J.M., Del Castillo-Olivares Ramos J.L. Tissue heart valve mineralization: Review of calcification mechanisms and strategies for prevention // J. Appl. Biomater. Biomech. 2005. 3. (2). 67–82.

12. Karaskov A., Sharifulin R., Zheleznev S., Demin I., Lenko E., Bogachev-Prokophiev A. Results of the Ross procedure in adults: a single-centre experience of 741 operations // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2016. 49. (5). e97–e104.

13. Karaskov A., Bogachev-Prokophiev A., Sharifulin R., Zheleznev S., Demin I., Pivkin A., Zhuravleva I. Right ventricular outflow tract replacement with xenografts in Ross patients older than 60 years // Ann. Thorac. Surg. 2016. 101. (6). 2252–2259.

14. Kieczykowski G.R., Jobson R.B., Melillo D.G., Reinhold D.F., Grenda V.J., Shinkai I. Preparation of (4-amino-1-hydroxybutylidene)bisphosphonic acid sodium salt, MK217 (alendronate sodium). An improved procedure for the preparation of 1-hydroxy-1,1,-bisphosphonic acids // J. Org. Chem. 1995. 60. 8310–8312.

15. Liu J., Zhong S., Lan H., Meng X., Zhang H., Fan Y., Wang Y., Wang C., Wang Z. Mapping the calcification of bovine pericardium in rat model by enhanced micro-computed tomography // Biomaterials. 2014. 35. (29). 8305–8311.

16. Mery C.M., Guzmán-Pruneda F.A., De León L.E., Zhang W., Terwelp M.D., Bocchini C.E. et al. Risk factors for development of endocarditis and reintervention in patients undergoing right ventricle to pulmonary artery valved conduit placement // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2016. 151. (2). 432–439.

17. Nimni M.E., Ertl D., Villanueva J., Nimni B.S. Inhibition of ectopic calcification of glutaraldehyde crosslinked collagen and collagenous tissues by a covalently bound diphosphonate (APD) // Am. J. Cardiovasc. Pathol. 1990. 3. (3). 237–45.

18. Nojiri C., Okano T., Grainger D., Park G.K., Nakahama S., Suzuki K., Kim S.W. Evaluation of nonthrom-bogenic polymers in a new rabbit A-A shunt model // ASAIO Trans. 1987. 33. 596–601.

19. Ong K., Boone R., Gao M., Carere R., Webb J., Kiess M., Grewal J. Right ventricle to pulmonary artery conduit reoperations in patients with tetralogy of fallot or pulmonary atresia associated with ventricular septal defect // Am. J. Cardiol. 2013. 111. (11). 1638–1643.

20. Paule W.J., Bernick S., Strates B., Nimni M.E. Calcification of implanted vascular tissues associated with elastin in an experimental animal model // J. Biomed. Mater. Res. 1992. 26. (9). 1169–1177.

21. Rapoport H.S., Connolly J.M., Fulmer J., Dai N., Murti B.H., Gorman R.C., Gorman J.H., Alferiev I., Levy R.J. Mechanisms of the in vivo inhibition of calcification of bioprosthetic porcine aortic valve cusps and aortic wall with triglycidylamine/mercapto bisphosphonate // Biomaterials. 2007. 28. (4). 690–699.

22. Van Gelder J.M., Breuer E., Schlossman A., Ornoy A., Mönkkönen J., Similä J., Klenner T., Stadler H., Krempien B., Patlas N., Golomb G. In vitro and in vivo effects of tetrakisphosphonates on bone resorption, tumor osteolysis, ectopic calcification, and macrophages. // J. Pharm. Sci. 1997. 86. (3). 283–9.

23. Webb C.L., Schoen F.J., Levy R.J. Covalent binding of aminopropane-hydroxydiphosphonate to glutaraldehyde residues in pericardial bioprosthetic tissue: stability and calcification inhibition studies // Exp. Mol. Pathol. 1989. 50. 291–302.

Об авторах (для корреспонденции):

Тимченко Т.П. – младший научный сотрудник лаборатории биопротезирования Центра новых технологий, e-mail: t_timchenko@meshalkin.ru

Полный текст

snmzh_6-2017_zhuravleva_i_dr.pdf

Поступило: 10/01/2018