Біосумісний гідрогель

Изобретение относится к рецептурам биосовместимых гидрогелей медицинского назначения, которые могут быть использованы: - в процессах эндопротезирования путем целенаправленных инъекций - для исправления преимущественно тех де фектов человеческого организма, которые обусловлены травматическими, врожденными или возрастными искажениями формы и размеров или потерей устойчивости формы некоторых органов, состоящих из мягких тканей, например: - в косметологической практике - для коррекции формы и размеров лица и других частей тела и, особенно, для маммопластики (предпочтительно при а- и гипоплазии молочных желез), - в оториноларингологической практике - для лечения голосового аппарата путем коррекции формы и размеров голосовых связок, - в мужской сексологии (в случаях стабильно слабой эрекции) - для повышения потенции путем заполнения пещеристых тел пениса упругой средой; в процессах эндопротезирования, совмещенных с кожной пластикой, путем предварительного изготовления заготовок протезов отливкой в формы и имплантации этих заготовок с оперативным доступом к ложу протеза; в πроцессах длительного медикаментозного лечения (например, абсцессов или опухолей) - для создания депо лекарственных препаратов пролонгированного действия внутри или вблизи пораженных органов; для тампонирования полостей, возникших вследствие заболеваний (например, туберкулезных каверн) или травм различной этиологии; в качестве физиологически нейтральной электропроводной иммерсионной среды между кожей пациента и электродами: - в процессах длительного контроля электрофизиологических параметров организма (например, непрерывного контроля сердечной или мозговой деятельности). - в процессах электрофоретического введения лекарств; в качестве основы преимущественно лекарственных мазей с использованием воды как дисперсионной среды. Поэтому к биосовместимым материалам указанного назначения предъявляется ряд трудно сочетаемых требований. К важнейшим из них относятся: длительное (наиболее желательно - пожизненное) сохранение формы и размеров эндопротезированного органа независимо от возраста, в котором была проведена коррекция; максимально возможная биосовместимость, характеризуемая, в частности, исключением канцерогенности, отсутствием аллергических реакций (желательно - даже кратковременных, возникающих непосредственно после введения избранного материала внутрь организма или наложения его на кожу и, особенно, слизистые оболочки), отсутствием грубого капсулирования или отторжения эндопротеза, тампона или депо для лекарственного препарата и свободным протеканием метаболических процессов в зоне, заполненной биосовместимым материалом; минимальная травматичность и длительность введения биосовместимого материала, особенно при эндопротезировании с использованием больших (до 1 л) доз. Для указанных нужд целесообразно использование гелеобразующи х биосовместимых материалов. Из их числа к предлагаемому наиболее близок биосовместимый гидрогель, содержащий 3,0% по массе полимера на основе акриламида, полученного с использованием инициатора радикальной полимеризации (в частности, персульфата аммония) в дисперсионной среде в вице апирогенной биди-стиллированной воды. Этот гидрогель практически полностью биосовместим с тканями и средами человеческого организма во всех указанных выше аспектах и потому может без выраженных негативных биохимических и биологических последствий применяться в значительных (порядка 1 л) объемах. Он образует в зоне введения (эндопротезирования, тампонирования и т.д.) структуру, свободно проницаемую не только для воды, ионов, кислорода, но и низкомолекулярных метаболитов. Имплантаты из описанного гидрогеля довольно быстро (к пятому-шестому месяцам) прорастают собственной молодой волокнистой соединительной тканью реципиента. Такой исход особенно желателен при (микро)аллопластике голосового аппарата. Однако описанный гидрогель имеет низкую вязкость и, соответственно, низкую упругость и высокую подвижность. Вода в нем слабо связана с макромолекулами поли-акриламида и быстро выводится из имплантатов, приводя к их заметной усадке и к существенному ухудшению косметического или лечебного эффекта. Поэтому при объемном (например, интрамаммарном) эндопротезировании, тампонировании каверн и при создании долговременных внутритканевых депо лекарственных препаратов формоустойчивость имплантатов и в аспекте устойчивости к внешним деформующим воздействиям, и в аспекте искажений формы из-за усадки оказывается тем ниже, чем больше их первоначальный объем. Описанный гидрогель из-за высокой текучести недостаточно эффективен и при наружном применении в качестве электропроводной иммерсионной среды. Поэтому в основу изобретения положена задача путем усовершенствования состава полиакриламида создать такой биосовместимый гидрогель, который обеспечивал бы более высокую упругость, формоустойчивось и стабильность массивных имплантатов и, соответственно, больший лечебный или косметический эффект преимущественно при эндопротезировании. Поставленная задача решена тем, что биосовместимый гидрогель, содержащий полимер на основе акриламида, полученный с использованием инициатора радикальной полимеризации в апирогенной воде в качестве дисперсионной среды, согласно изобретению, содержит поперечно сшитый полиакриламид, полученный с использованием биосовместимого сшивающего агента. Предложенный гидрогель, оставаясь проницаемым для воды, ионов, кислорода и низкомолекулярных метаболитов и пригодным для инъекционного введения, обладает более регулярной и лучше связывающей воду стр уктурой, что позволяет получать массивные высокоупругие и формоустойчивые имплантаты (например: интрамаммарные эндопротезы, опорные стержни в пещеристых телах пениса, тампоны в легочных кавернах), весьма медленно (в течение нескольких лет) прорастающие нежной хорошо васкуляризированной соединительной тканью. Вследствие указанных структурных, биохимических и анатомофизиологических преимуществ существенно возрастает и косметический и-или лечебный эффект эндопротезирования и тампонирования и стойкость такого эффекта во времени. Первое дополнительное отличие состоит в том, что биосовместимый гидрогель содержит поперечно сшитый полиакриламид, полученный с использованием метилен-бис-акриламида в качестве сшивающего агента и смеси персульфата аммония и тетрамети-лэтилендиамина в качестве инициатора полимеризации. Метилен-бис-акриламид является аналогом основного мономера (акриламида) и по составу и по биосовместимости, а использование указанной смеси инициаторов полимеризации создает благоприятные условия для довольно регулярной сшивки цепных макромолекул полиакриламида в упругую и допускающую инъекционное введение гидрогеля пространственную сетку. Второе дополнительное отличие состоит в том, что биосовместимый гидрогель содержит от 3.5 до 9,0% по массе указанного поперечно сшитого полиакриламида. В этом интервале концентраций достигается максимум лечебного или косметического эффекта при инъекционном эндопротезировании или тампонировании. При концентрации менее 3,5% гидрогель неустойчив и может быть использован в качестве основы лечебных мазей или электропроводных иммерсионных сред для кардио- или энцефалографии, а при концентрации более 9,0% он практически теряет текучесть и может быть использован в некоторых случаях для изготовления относительно жестких формоустойчивых предварительно отливаемых эндопротезов, для постановки которых требуется оперативный доступ к зоне протезирования. Третье дополнительное отличие состоит втом, что биосовместимый гидрогель дополнительно содержит физиологически нейтральную водорастворимую соль, что позволяет наиболее эффективно использовать его в качестве электропроводной иммерсионной среды. Четвертое дополнительное отличие состоит в том, что биосовместимый гидрогель в качестве физиологически нейтральной водорастворимой соли содержит общедоступный хлорид натрия. Далее сущность изобретения поясняется: описанием исходных реагентов, способа получения предложенного биосовместимого гидрогеля, результатами его лабораторных исследований и примерами осуществления способа, примерами состава биосовместимого гидрогеля. описанием методов и результатов химических, биохимических и медицинских исследований предложенного биосовместимого гидрогеля, описанием способов исправление косметических или функциональных дефектов человеческого организма целенаправленными инъекциями предложенного биосовместимого гидрогеля и данными о его практическом применении. Для получения предложенного биосовместимого гидрогеля были использованы следующие реагенты (см. таблицу 1): За Исключением бидистиллированной воды в экспериментах использовали реагенты фирмы "REANAL" (Венгрия). Предложенный биосовместимый гидрогель в общем случае получают следующим способом. В асептическом помещении в стерильный стеклянный сосуд вносят расчетные количества акриламида и разбавленных водных растворов сшивающего агента - ме-тилен-бис-акриламида и инициаторов полимеризации: персульфата аммония и ТМЭД. Указанные реагенты тщательно перемешивают, разбавляют водой (или физиологическим раствором, или разбавленным водным раствором иной физиологически нейтральной соли, например, ацетата натрия), фильтруют смесь и выдерживают фильтрат до получения гидрогеля поперечно сшитого полиакриламида (далее сокращенно - ПС ПАА). В готовом гидрогеле ПС ПАА контролируют: внешний вид - визуально (гидрогель должен быть прозрачным бесцветным без посторонних включений); показатель преломления, который должен находиться в пределах от 1,334 до 1,350; рН, который должен быть в пределах 7,0 -9,0; содержание тяжелых металлов, которое должно быть менее 0,001 % по массе; стерильность. Более конкретно сущность предложенного способа ясна из приведенных ниже примеров. Πример 1. Получение низкоконцентрированного биосовместимого гидрогеля. В стеклянном стакане емкостью 1 л смешивали 34.2 г акриламида, 60 мл 1 %-ного водного раствора метил-бис-акриламида, 6 мл 1 %-ного водного раствора ТМЭД и 25 мл 0,48%-ного водного раствора персульфата аммония. Смесь доводили водой до конечного объема 380 мл, фильтровали через стеклянный фильтр и фильтрат выдерживали не менее 20 минут до образования 9%-ного гидрогеля ПС ПАА. Пример 2. Получение высококонцентрированного биосовместимого гидрогеля. В стеклянном стакане емкостью 1 л смешивали 34,2 г акриламида, 60 мл 1%-ного водного раствора метил-бис-акриламида, 6 мл 1%-ного водного раствора тетраметил-этилендиамина и 25 мл 0,48 %-ного водного раствора персульфата аммония. Смесь доводили водой до конечного объема 380 мл, фильтровали через стеклянный фильтр и фильтрат выдерживали не менее 20 минут до образования 9%-ного гидрогеля ПС ПАА. Пример 3. Получение среднеконцен-трированного биосовместимого гидрогеля. В стеклянном стакане емкостью 1 л смешивали 24 г акриламида, 50 мл 1 %-ного водного раствора метилбис-акриламида, 25 мл 1%-ного водного раствора тетраметилзти-лендиамина и 50 мл 1,3%-ного водного раствора персульфата аммония. Смесь доводили водой до конечного объема 350 мл, фильтровали через стеклянный фильтр и фильтрат выдерживали не менее 20 минут до образования 5%-ного гидрогеля ПС ПАА. Пример 4. Получение низкоконцентрированного электропроводного биосовместимого гидрогеля. Гидрогель ПС ПАА получали, как в примере 1, с тем отличием, что вместо воды для разбавления использовали физиологический раствор. Пример 5. Получение высококонцентрированного электропроводного биосовместимого гидрогеля. Гидрогель ПС ПАА получали, как в примере 2, с тем отличием, что вместо воды для разбавления использовали 0,3% водный раствор ацетата натрия. Для экспериментов были изготовлены биосовместимые гидрогели (Б С Г) ПС ПАА составов,представленных в таблице 2: Как видно из таблицы, примеры составов БСГ 2, 3 и 4, 6, 7, 8 и 9 соответствуют предпочтительным значениям концентрации ПС ПАА в гидрогеле, причем примеры 2 и 4 соответствуют ее граничным предпочтительным значениям, а остальные указанные примеры характеризуют ее промежуточные, наиболее предпочтительные значения Примеры же составов БСГ 1 и 5 соответствуют таким значениям концентраций ПС ПАА в гидрогеле, которые могут быть использованы лишь в весьма ограниченных случаях. Для оценки химической стабильности предложенного гидрогеля был приготовлен слабо сшитый гидрогель (с использованием 0,25% метилен-бис-акриламида от массы акриламида) с расчетной концентрацией ПС ПАА примерно 5%. Четыре серии на пяти образцов такого гидрогеля объемом около 20 мл каждый были обработаны следующим образом: в 1-й серии - взвешены и высушены, как было указано, до постоянной массы; во 2-ой серии - взвешены, залиты биди-стиллированной водой, подвергнуты кипячению в течение 15 минут и затем высушены до постоянной массы; в 3-ей серии - взвешены, залиты биди-стиллированной водой до уровня 200 мл каждый, вымочены в течение 7 суток с ежесуточной сменой воды и высушены до постоянной массы; в 4-й серии -взвешены, вымочены в течение 7 суток, как и образцы 3-й серии, подвергнуты кипячению в течение 15 минут, как и образцы 2-й серии, и лишь затем высушены до постоянной массы. Были получены следующие результаты (см. таблицу 3): Как видно из полученных результатов, даже вымачивание с последующим кипячением не разрушает структур у ПС ПАА в гидрогеле, что свидетельствует о возможности его термической стерилизации, если в ней возникнет необходимость, и о стабильности даже слабо сшитого ПС ПАА. Далее по устойчивости основы предложенного гидрогеля (ПС ПАА) в водной среде была оценена способность акриламида к миграции в биоткани. Этот показатель определяли методом ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии) с детектированием поглощения ультрафиолетового излучения в характерном для указанного мономера диапазоне 195-210 им. Для этого замачиванием проб предложенного гидрогеля в течение 14 и 30 суток при температуре 40°С при соотношении 100 мл экстрзгента (бидистиллированной воды) на 1 мг геля получали вытяжки (экстракты). Минимально детектируемая концентрация акриламида по методу ВЭЖХ составляет 0,000001 мг/л, а его ПДК (предельно допустимая концентрация) в водных вытяжках из материала для имплантатов равна 0.02 мг/л. В водных вытяжках из полученных описанным способом гидрогелей акриламид методом ВЭЖХ не обнаруживается, что свидетельствует о высокой химической стабильности ПС ПАА и предложенного биосовместимого гидрогеля в целом. В медико-биологическом аспекте образцы гидрогелей ПС ПАА, полученные описан-ным способом, были испытаны в лабораторных условия х на: биохимическую и гемолитическую активность; эмбриотоксическую активность; мутагенную активность; канцерогенную активность. Биохимическую и гемолитическую активность гидрогелей ПС ПАА оценивали по изменениям химического состава плазмы и клеточных показателей крови у самцов белых крыс линии "Вистар" массой 300 - 350 г в опытной и контрольной группах по 16 особей в каждой. В начале эксперимента наркотизированным крысам контрольной группы шприцом внутрибрюшинно ввели по 5 мл предложенного 5%-го гидрогеля. Крыс обеих групп содержали на обычном рационе. Через две недели у крыс взяли кровь и определили в ней содержание: ионов Na, К, Са и CI; мочевины, азота мочевины и мочевой кислоты; креатинина и ферментов (амилазы, щелочной фосфатазы, аланин- и аспартатаминотрансфераз, обозначенных далее соответственно Ал AT и АсАТ, лактат* дегидрогеназы ЛДГ и креатининфосфокиназы). Полученные результаты показаны в таблице 4. Как видно из таблицы, основные показатели электролитного обмена свидетельствуют об отсутствии заметных повреждений клеточных мембран. АТФ-азная активность также в норме. Стабильность показателей азотистого обмена свидетельствует о нормальном метаболизме, включая пуриновый обмен, а совместно со стабильностью креатинина - и о стабильности работы системы выделения в присутствии ПС ПАА в организме. Нормальная Активность АлАТ и АсАТ указывает на стабильность гепатоцитов и хорошее состояние сердечной мышцы, которая, судя по остающейся в норме активности креатининфосфокиназы, не испытывает заметных перегрузок. Достаточная активность щелочной фосфатазы показывает, что в эндотелии желчных проходов нет воспалительных процессов. Кроме того был проведен клеточный анализ крови тех же крыс, результаты которого приведены в таблице 5. Как видно из таблицы, уровень лейкоцитов в опыте несущественно превышает норму 4,5 * 1000 в куб. мм, а данные о концентрации эритроцитов в крови и гемоглобина в эритроцитах свидетельствуют о нормальной насыщаемости крови кислородом. Относительно гематокрита также можно утверждать, что водно-солевой баланс близок к норме. Косвенно все эти данные свидетельствуют о высокой биохимической стабильности ПС ПАА как такового и о его высокой биосовместимости. В эксперименте по эмбриотоксичности использовали три группы самок белых беспородных крыс массой 180 - 200 г по 16 особей в каждой. Крысам первой группы шприцом внутрибрюшинно вводили по 2 мл 5%-ного предложенного гидрогеля и через неделю их случали с самцами. Крысам второй группы также внутрибрюшинно вводили по 2 мл 5%-ного предложенного гидрогеля на третьи сутки беременности. Третью группу составляли беременные интактные крысы. Две крысы первой группы не забеременели. 14 крыс первой и все 16 крыс из второй и третьей групп родили нормальных здоровых детенышей, что свидетельствует об отсутствии эмбриотоксичности предложенного гидрогеля. Мутагенную активность гидрогелей ПС ПАА исследовали на ретикулоцитах костного мозга обоеполых мышей линии СЗН1 двухмесячного возраста в двух гр уппах из 10 особей каждая. Мышам контрольной группы в количестве 0,01 % от массы тела вводили 30-суточ-ную водн ую вытяжку из 9%-ного гидрогеля ПС ПАА, приготовленную при температуре 40°С при соотношении 100 мл экстрагента на 1 г геля. Через 24 часа подопытных и интактных мышей забивали смещением спинного мозга и известным образом из бедренных костей на сыворотке свежей неконсервирбванной человеческой крови группы АВ (IV) получали мазки костного мозга, которые окрашивали по Паппенгейму. В мазках под микроскопом подсчитывали количество ретикулоцитов с микроядрами. Было установлено, что различие в количестве таких ретикулоцитов между мазками костного мозга подопытных и интактных мышей при подсчете в 20 полях зрения по 1000 клеток в каждом не превышал 2,3%, что свидетельствуе т об отсутствии мутагенного действия гидрогеля ПС ПАА. Канцерогенную активность гидрогелей ПС ПАА оценивали методом иммунодетек-ции органоспецифических опухолеассоции-рованных антигенов. Указанный метод (в использованном варианте) основан на определении электро-форетической подвижности (ЭФП) стабилизированных и таннинизированных эритроцитов, которые сенсибилизированы к опухолеассоциированному антигену рабдо-миосаркомы и дополнительно - к неспецифическому эмбриональному антигену, служащему - при положительной реакции -индикатором прогрессирующего роста опухолей. В общем случае ЭФП-тесты считаются положительными, если электрофоретическая подвижность индикаторных клеток снижается на 20% и более. Эксперименты были проведены на 12 белых нелинейных крысах-самцах массой 180 - 200 г, разделенных на опытную и контрольную гр уппы по 6 особей в каждой. Крысам опытной группы под местной анестезией в бедренную мышцу ввели по 4 мл 6%-ного гидрогеля ПС ПАА. После этого крыс обеих групп содержали на обычном для вивариев корме 18 месяцев. Затем у всех животных из хвостовой вены взяли пробы крови, выделили из проб эритроциты, сенсибилизировали их указанными антигенами и провели ЭФП-тесты, Замедление ЭФП сенсибилизированных эритроцитов в сравнении с несенсиби-лизированными составило: у крыс опытной группы 4,17+/-1.58% для антигена рабдомиосаркомы и 1,67+/-0,95% для неспецифического эмбрионального антигена, а у крыс контрольной группы - 1,5+/-0.62% для антигена рабдомиосаркомы и 1,83+/-1,28% для неспецифического эмбрионального антигена. Таким образом, ЭФП-тест оказался отрицательным для крыс обеих групп, что позволяет сделать вывод об отсутствии канцерогенной активности у предложенного гидрогеля ПС ПАА: Наиболее детальные медико-биологические исследования применимости предложенного биосовмеётимого гидрогеля ПС ПАА в медицине для нужд эндопротезирова-ния и тампонирования были проведены на беспородных трех-четырехлетних кобелях массой от 25 до 30 кг, на которых в стерильных условиях под местной анестезией после обработки кожного чехла пениса 10% настойкой йода моделировали эндопротезиро-вание, в том числе: на 6 собаках - подкожно - однократным введением 5 мл 3,5%-ного гидрогеля ПС ПАА; также на 6 собаках - эндофасциально. исключая проникновение под белочную оболочку, введением 9%ного гидрогеля ПС ПАА в три сегмента на каждой стороне вдоль, пениса в количестве до 1,5 мл на сегмент с суммарной дозой 8,0 мл и еще на 6 собаках - интракавернозно с проникновением под белочную оболочку преимущественно в трабекулы пещеристых тел и исключая повреждение мочеиспускательного канала ведением 6%-ного гидрогеля ПС ПАА также в три сегмента на каждой стороне вдоль пениса в количестве до 1,5 мл на сегмент с суммарной дозой 8,0 мл. Четвертая группа из трех собак служила контролем. Собак поодиночке умерщвляли внутривенным введением нембутала: в опытных гр уппах - через 1,7 и 14 суток и 1, 3 и 6 месяцев после операции; в контрольной группе - через 1, 3 и 6 месяцев. Вырезанные кусочки полных поперечных срезов пениса, регионарных лимфатических узлов и легких собак вместе с контрольными срезами фиксировали в 10% и 6% нейтральном формалине и жидкости Карнуа, обезвоживали в спиртах восходящей крепости и заливали в парафин. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пирофуксином по ван Гизон, на эластику по Вейгерту и толуи-диновым синим при различных рН раствора красителя с химическим и ферментативным контролем для выявления гликозаминогли-канов. Гликопротеины и гликоген выявляли PAS-реакцией по Мак-Манусу, соли кальция - по методу фон Коса, РНК - по Браше (контроль с рибонуклсазой). Исследовали активность ферментов: сукцинатдегидрогеназы (СДГ) - по Нахласу; лактатдегидрогеназы (ЛДГ); глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ), НАД- и НАДФ-диафораз - соответственно по Гесс, Скарпелли и Пирсу; щелочной фосфатазы (ЩФ) - по Гомори и аденозинтрифосфатазы (АТФ-азы) - по Вахштейну-Майзелю. Исследования показали следующее. А. При подкожном введении гидрогеля ПС ПАА: через 1 сутки в месте инъекции видно муфтообразное утолщение мягко-зластич-ной консистенции с некоторым истончением кожи (при этом у одной из собак окружающие имплантат ткани были слегка отечны и гиперемированы с небольшим рассосавшимся на седьмые сутки очаговым кровоизлиянием, которое можно рассматривать как манипуляционную травму); через 7 суток видимые гемодинамические, альтернативные и. воспалительные реакции отсутствовали. При гистологическом исследовании имплантат имел вид крупной бледно-голубой вакуоли, которая окружена тонкой соединительно-тканной капсулой, отделяющей гидрогель ПС ПАА от фасции пениса и дермы. Капсула состояла из расположенных в один-два слоя юных фибробластов, вокруг которых видны нежные колагеновые и эластические волокна. Для цитоплазмы фибробластов характерны пи-ронинофилия и повышенная активность окислительно-восстановительных ферментов (СДГ. МДГ, НАД- и НАДФ-диафораз, ЛДГ) и ЩФ. Рост активности Г-6-ФДГ свидетельствовал об активации пентозного пути метаболизма. В приповерхностном слое гидрогеля наблюдалась негустая лейкоцитарная и макрофагальная инфильтрация. Грануляционная ткань по периферии капсулы состояла из умеренного количества ново-образованных выстланных набухшими эпителиальными клетками сосудов, просветы которых были иногда расширены и заполнены форменными элементами крови. В адвентиции сосудов выявлялись пролиферирующие фибробласты, гистиоциты и единичные плазматические клетки. Гигантоклеточная реакция отсутствовала во всех случаях. Очаги метахромазии при окрашивании толуидиновым синим не были выявлены при всех значениях рН использованных растворов. В небольшой части нервных волокон при импрегнировании нитратом серебра были выявлены разнообразные изменения: местное набухание осевых цилиндров, их разволокнение, вакуолизация, варикозные расширения, гипо- или гиперимпрегнация. Иногда были отмечены наплывы оксоплазмы по ходу или на концах нервных волокон, частичные нарушения гладкости мКелиновой оболочки и ее распада на короткие и длинные фрагменты. Указанные изменения характерны для компенсаторноприспосооительной перестройки нервных волокон в ответ на сдавление вакуолью гидрогеля ПС ПАА; через 14 суток макрофагально-лейкоцитарная реакция вокруг геля незначительно усиливалась, отмечалась хорошо выраженная фибропластическая реакция с формированием вокруг вакуоли соединительно-тканной капсулы, которая на некоторых участках была представлена хаотично расположенными коллагеновыми и эластическими волокнами с молодыми фибробла-стами и новообразованными капиллярами в промежутках, а на други х участках - более зрелой соединительной тканью из нескольких рядов параллельных коллагеновых и эластических волокон и пролиферирующих фибробластов. В цитоплазме и ядрышках увеличено содержание РНК, активность окислительновосстановительных и гидролитических ферментов повышена. Цитоплазма фибробластов богата метахроматическими гранулами, хорошо выявляемыми толуидиновым синим при рН 2,8, что характерно при усилении синтеза гликозаминогликанов. В окружающей капсулу ткани количество новообразованных сосудов было резко уменьшено, а на их месте преобладали клетки гистогенного типа, продуцирующие гликозаминоглика-ны и коллаген. Гигантские клетки встречались чрезвычайно редко. Изменения нервных волокон аналогичны описанным, выше; через 1 месяц после введения вокруг вакуоли гидрогеля ПС ПАА формировалась зрелая соединительнотканная капсула из циркулярно расположенных коллагеновых и эластических волокон со зрелыми фибробластами в промежутках, содержащими умеренное количество РНК и высокосульфа-тированных выявляемых толуидиновым синим при рН = 2,8 гликозаминогликанов. Активность оксилительновосстановитель-ных и гидролитических ферментов β цитоплазме фиброцитов в норме. На поверхности гидрогеля иногда наблюдалась клеточная реакция в виде негустой диффузной инфильтрации макрофагами и плазматическими клетками. Структура тканей, окружающих имплантат, была полностью нормализована и ничем не отличалась от структуры аналогичной ткани интактного животного. Реактивные изменения чувствительных нервных волокон начинают уменьшаться и проявляться в основном неравномерными расширениями или истончениями осевых цилиндров и их очаговой гипо- или гиперимпрегнацией; через 3 месяца отмечалось некоторое сгущение гидрогеля ПС ПАА с повышением базофильности и хорошее отграничение имплантата от прилегающих тканей соединительно-тканной капсулой из коллагеновых и эластических волокон и клеток типа фиброцитов. Структурные и гистохимические изменения в прилегающих тканях отсутство вали, а нервныеволокна приобретали нормальные формы; через 6 месяцев форма и размеры имплантата оставались практически теми же, что и в первые сутки после введения гидрогеля ПС ПАА. Гистологически имплантат имел вид цельной хорошо инкапсулированной темно-голубой вакуоли. Капсула состояла из одного-двух рядов фиброцитов и упорядоченно расположенных коллагеновых и'эластических волокон, соли кальция в которых по фон Косу не выявлены. В окружающих имплантат тканях не обнаружены какие-либо реактивные, гемодинамические, дистрофические, некротические воспалительные и иные изменения, включая тканевый и клеточный атипизм. Нервные волокна при импрегнировании нитратом серебра нормальны. Б. При эндофасциальном введении гидрогеля ПС ПАА: через 1 сутки и через 7 суток пенис имел равномерно утолщенный види повышенную упругость. Температура тела собак была нормальной, окраска кожи в местах инъекций - обычной, признаки локального воспаления отсутствовали. Гистологически имплантаты обнаруживались в местах введения в виде бледноголубы х вакуолей. После семи суток вакуоли гидрогеля ПС ПАА были окружены тонкостенными капсулами преимущественно из одного-двух слоев юных фибробластов и расположенных вокруг них нежных соединительно-тканных волокон с немногочисленными новообразованными капиллярами, а на поверхности гидрогеля было отмечено присутствие лейкоцитов и макрофагов. В цитоплазме и ядрышках фибробластов было повышено содержание РНК, активность СДГ, МДГ, НАД и НАДФ-диафораз, ЛДГ и Г-6-ФДГ в цитоплазме также была повышена. В составе окружающей капсулы грануляционной ткани входили новообразованные капилляры с несколько расширенными и полнокровными просветами и набухшим эндотелием. В адвентиции кровеносных сосудов были выявлены пролиферирующие фибробласты с примесью клеток плазматического ряда. В окружающей имплантаты раздвинутой ткани фасции не были выявлены дистрофические и, тем более, некробиотические изменения, что подтверждено и гистохимическими реакциями. Так. при окраске срезов толуидиновым синим при любых значениях рН его растворов не были выявлены очаги метахромазии, которые могли бы свидетельствовать о деструкции гидрогеля ПС ПАА. Проницаемость стенок сосудов оставалась в норме, поскольку в них не был выявлен PAS-позитивный материал, стойкий к амилазе и в периваскулярных пространствах, и в стенках мелких и средних сосудов, а активность ЩФ и АТФ-азы в стенках микроциркуляторного русла оставалась низкой. Импрегниро-ванные нитратом серебра и исследбванные по Шпильмейеру нервные волокна в части наблюдений имели волнообразную форму, были спиралевидны и в некоторых случаях -с булавовидными утолщениями по концам. Участки демиелинизации встречались редко, как и местное разрастание нервных во-локон с образованием петлевидных структур. Была отмечена редкая пролиферация шванновских клеток с гипертрофией. Указанные изменения следует рассматривать как реакцию нервных волокон на сдавление имплантатами; через 14 суток вокруг имплантатов несколько усиливалась макрофагальная реакция, однако гигантские клетки не встречались. Отмечалась хорошо выраженная фибропластическая реакция сформированием вокруг вакуолей соединительно-тканных капсул, которые на некоторых участках были представлены хаотично расположенными коллагеновыми и эластическими волокнами с молодыми фибробластами в промежутках, имевшими в цитоплазме высокое содержание РНК и повышенную активность окислительновосстановительных ферментов. В других участках была обнаружена более зрелая соединительная ткань из нескольких рядов упорядоченных коллаге-новых и эластических волокон и клеток типа фибробластов. В окружающей капсулы грануляционной ткани были отмечены рост количества гистиогенных клеток и уменьшение числа новообразованных сосудов. Структура эндотелия, средней оболочки, адвенти-ция сосудов и гемодинамические показатели сохранялись, а изменения нервных клеток были аналогичны описанным для предыдущего срока; через 1 месяц капсулы имплантатов состояли из клеточных элементов фибробластического ряда с преобладанием фиброцитов с умеренно пиронинофильной цитоплазмой При окраске метиленовым синим при рН = 2,8 в фибробластах выявлено умеренное количество высокосульфатированных гликозаминогликанов. Активность ферментов в цитоплазме фиброцитов соответствовала контролю. Приповерхностный слой гидрогеля ПС ПАА был незначительно инфильтрован макрофагами и плазматическими клетками. В прилегающей к имплантам ткани не выявлены нарушения ковообращения, воспаление, дистрофия и некроз. Отмеченные ранее изменения нервных волокон еще сохранялись; через 3 месяца после введения был отмечен рост базофильности гидрогеля ПС ПАА. Его вакуоли были четко отграничены от фасции тонкими соединительно-тканными капсулами из коллагеновых и эластических волокон с фиброцитами в промежутках. Кровеносные сосуды - в норме. Реакции тканей пениса не наблюдались (фасция, как и в контроле, была представлена циркулярно расположенными четко выраженными коллагеновыми и эластическими волокнами без нарушения их целостности и отложений солей кальция на микро- и макроуровнях; нервные волокна - в норме);' через 6 месяцев форма и размеры пениса собак визуально совпадали с тем, что наблюдалось на вторые-седьмые сутки. Гистологически имплантаты имели вид цельных хорошо инкапсулированных темно-голубых вакуолей. Капсулы состояли из одного-двух рядов фиброцитов и упорядоченно расположенных тонких· коллагеновых и эластических волокон, соли кальция в которых ни макроскопически, ни микроскопически по фон Косу не выявлены. В окружающих имллантат тканях не обнаружены какие-либо реактивные, гемодинамические, дистрофические, некротические воспалительные и иные изменения, включая тканевый и клеточный атипизм. Нервные волокна при импрегнировании нитратов серебра у подопытных и контрольных животных практически идентичны. В регионарных лимфоузлах, межтрабекулярных и трабекулярных пространствах пещеристых тел, венах пениса и в легких частицы гидрогеля ПС ПАА не обнаружены. В. При интракавернозном введении гидрогеля ПС ПАА: через 1 сутки и 7 суток при окраске гематоксилином и эозином гидрогель ПС ПАА обнаруживали в местах его введения в виде гомогенных бледно-голубых вакуолей, которые после семи суток были окружены тонкими соединительно-тканными капсулами, отодвинувшими и несколько сдавившими трабекулы пещеристых тел и белочную оболочку. Капсулы состояли из тонких преимущественно коллагеновых волокон и одного-двух рядов фибробластов. Соединительно-тканные трабекулы пещеристых тел вблизи капсул имели обычную структур у с четко выраженными гладкими мышцами и небольшим количеством эластических волокон без признаков дистрофии и некроза при гистохимическом и гистологическом исследовании. На поверхности имплантатов гидрогеля ПС ПАА были отмечены небольшие скопления лейкоцитов и макрофагов. Межтрабекуляриые пространства содержали незначительное количество крови и имели несколько набухший эндотелий. Мелкие артерии и вены были умеренно полнокровны с несколько утолщенными стенками (преимущественно вследствие набухшего эндотелия и пролиферации фибробластов, гистиоцитов и плазматических клеток в адвентициальных оболочках). Вокруг капсул наблюдалось формирование грануляционной ткани из небольшого числа тонкостенных новообразованных сосудов и различных клеток преимущественно гистиогенного происхождения: фибробластов, гистиоцитов. Гигантские клетки рассасывания инородных тел не выявлены. Импрегнирование нервных волокон и их исследование по Шпильмейеру выявило в некоторых из них изменения осевых цилиндров, миелиновой оболочки и шванновских клеток. Были обнаружены извитость нервных волокон, натеки и утолщения неправильной формы, варикоз-ность и разволокнение аксонов, шаро- или булавовидные утолщения на их концах и отдельные участки демиелинизации. Отмечена реактивная пролиферация шванновских клеток с гипертрофией в отдельных случаях; через 14 суток лейкоцитарная и макрофагальная реакция вокруг имплантатов гидрогеля ПС ПАА несколько увеличивалась, однако гигантские клетки рассасывания инородных тел, как и ранее, не были выявлены. Соединительно-тканные капсулы вокруг имплантатов отчасти были рыхлыми и состояли из хаотически расположенных коллагеновых и эластических волокон и молодых фибробластов, а отчасти имели более зрелый вид и состояли преимущественно из параллельных коллагеновых волокон с примесью эластических волокон и фиброп-лэстических элементов. Перифокальная грануляционная ткань состояла из небольшого числа новообразованных сосудов щелевидной формы и фибробластов, содержащих умеренное количество РНК и гранул высоко-сульфатированных гликозаминогликанов. Изменения нервных волокон проявлялись в местном набухании осевых цилиндров, их разволокнении, вакуолизации, варикозных расширениях, гипо- и гиперимпрегнации, иногда - в наплывах оксиплазмы по ходу или на концах нервных волокон, частичных нарушениях гладкости миелиновой оболочки и ее распаде на короткие и длинные фрагменты, что следует считать компенсаторно-приспособительной реакцией на сдавление. В регионарных лимфоузлах, межтрабекулярных пространствах пещеристых тел, венах пениса и в легких частицы гидрогеля ПС ПАА не обнаружены; через 1 месяц вокруг имплантатов гидрогеля ПС ПАА сформировались тонкие зрелые соединительнотканные капсулы из циркулярно расположенных коллагеновых и элзстических волокон, между рядами которых обнаруживались зрелые фибробластические элементы. В приповерхностных слоях имплантатов наблюдалась незначительная диффузная инфильтрация макрофагами и плазматическими клетками. Соединительно-тканные трабекулы пещеристых тел не отличались по структуре от контроля и' были выстланы обычным эндотелием. В межтрабекулярных пространствах содержалось небольшое количество крови. Стенки вен и артерий пещеристых тел не имели видимых структурных изменений. Реактивные изменения нервных волокон в сравнении с предшествующим периодом были выражены значительно „ слабее и проявлялись преимущественно неравномерными участками расширения или истончения осевых цилиндров и их очаговой гипо- или гиперимпрегнацией; через 3 месяца гидрогель слабо сгущался и приобретал базофильность. Имллантаны были отграничены от прилегающих тканей тонкостенными капсулами с параллельно расположенными коллагеновыми и эластическими волокнами и небольшим количеством фиброцитов между ними. Клеточные элементы на поверхности имплантатов не обнаруживались. Прилегающие ткани и кровеносные сосуды в них имели обычную стр уктур у. Гликозаминогликановый состав основного межуточного вещества, волокнистых стр уктур и клеточных элементов соеди-нительной ткани был практически идентичен контролю. Изменения нервных волокон не наблюдались; через 6 месяцев форма и размеры пениса собак визуально совпадали с тем, что наблюдалось на вторые - седьмые сутки. Гистологически имплантаты имели вид цельных хорошо инкапсулированных темно-голубых вакуолей. Капсулы состояли из одного-двух рядов фиброцитов и упорядочение расположенных тонких коллагеновых и эластических волокон, соли кальция в которых ни макроскопически, ни микроскопически по фон Косу не выявлены. В окружающих имплантат тканях не обнаружены какие-либо реактивные, гемодинамические, дистрофические, некротические воспалительные и иные изменения, включая тканевый и клеточный атипизм. Нервные волокна при импрегнировании нитратом серебра у подопытных и контрольных животных были практически идентичны. В регионарных лимфоузлах, межтрабекулярных пространствах пещеристых тел, венах пениса и в легких частицы гидрогеля ПС ПАА не обнаружены. Аналогичные морфологические данные были получены и в клиническом оиыте. Материалом послужил биоптат подкожной клетчатки, взятый у здорового мужчины-волонтера 45 лет, которому за 6 лет перед биопсией интрадермально ввели 10 мл предложенного гидрогеля с концентрацией ПС ПАА 8%. Биоптат фиксировали в 10%-ном формалине, обезвоживали в спиртах восходящей крепости и заливали в парафин. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином; коллагеновые волокна выявляли по ван Гизон, а эластические волокна - резорцин-фуксином по Вейгерту; гликозаминогликаны определяли с толуидиновым синим при разных значениях рН растворов с необходимыми химическим и ферментативным контролями; концентрацию гликопротеидов и гликогена определяли PAS-реакцией по Мак-Манусу. Макроскопически биоптат имел овальную форму, мягко-эластичную консистенцию, бледно-розовый цвет без видимых изменений, которые отличали бы его от прилегающих тканей. При микроскопическом исследованиии во всех препаратах был выявлен гидрогель ПС ПАА, окрашенный гематоксилином и эозином в синий цвет с несколько разными оттенками. Имплантат этого геля во всем объеме был пронизан прослойками хорошо васкуляризированной нежно волокнистой соединительной ткани, состоявшей преимущественно из упорядоченных колагенових и эластических волокон и основного вещества с незначительной примесью клеточных элементов (как правило, неактивных фибробластов, поскольку в их цитоплазме по результатам окрашивания толуидиновым синим при рН 2,8 не были обнаружены признаки метахромазии в виде гликозами-ногликанов, и единичных мононуклеаров-макрофагов). Сосуды в упомянуты х прослойках соединительной ткани обычно были расположены группами и имели стенки различной толщины с уплощенным эндотелием. Признаки острого или хронического воспаления: полиморфно-ядерные лейкоциты, эпителиоидные клетки, гигантские клетки рассасывания инородных тел и лимфоидно-гистиоцитарные инфильтраты - полностью отсутствовали, как и признаки аллергических реакций в виде лимфоцитов, макрофагов и гистиоцитов, признаки гемодинамических расстройств в виде полнокровия сосудов, предстаза, стаза крови и тромбозов и признаки малигнизции в виде клеточного или тканевого атипизма и клеточной пролиферации. Ни в одном из срезов ни макро-, ни микроскопически не были выявлены соли кальция. Альтеративные, т.е. дистро фические или некротические изменения не наблюдались. Фиброзная капсула вокруг имплантата отсутствовала. Основной способ исправления косметических или функциональных дефектов человеческого организма с использованием предложенного биосовместимого гидрогеля ПС ПАА заключается в следующем: на основе анамнеза, осмотра, обследования и - при необходимости - лабораторных исследований, общепринятых при подготовке пациентов к хирургическим вмешательствам (в частности, для оценки индивидуальной чувствительности к антибиотикам), определяют: - во-первых, орган, подлежащий коррекции по форме и размерам или по функциональной эффективности, и - во-вторых, объем, тактику и порядок (амбулаторный или клинический) предстоящей коррекции; перед введением предложенного гидрогеля проводят (как правило, местную инфильтрационную) анестезию; стерильный гидрогель ПС ПАА, дополнительно насыщенный антибактериальными препаратами, медленно впрыскивают шприцом в зону коррекции (обычно в два-три приема) при температуре, которая близка к нормальной для человека (36-37 °С). Этот способ наиболее применим при маммопластике (преимущественно при аплазии и гипоплазии) и фаллопластике при импотенции, проявляющейся в недостаточной эрекции в связи с возрастом или перенесенными травмами. В частности, при маммопластике гидрогель ПС ПАА, предпочтительно имеющий концентрацию 3,5-6%, а наиболее предпочтительно - 5-6%, в два-три этапа вводят -в зависимости от ийдивидуальных анатомических особенностей молочных желез - ре-трамаммарно, внутрикапсулярно и-или субфасциально в количестве обычно 40-160 (но не более 200) мл на одну молочную железу за один этап. В частности, при фаллопластике гидрогель ПС ПАА, предпочтительно имеющий концентрацию 4,5 - 6,0%, а наиболее предпочтительно тоже 5%, интракавернозно вводят, как правило, в три сегмента на каждой стороне пениса в трабекулы пещеристых тел. Суммарный расход гидрогеля ПС ПАА на одну фаллопластическую операцию составляет предпочтительно от 40 до 60 мл. Конкретный расход выбирают по критериям допустимого объема и достаточной упругости пениса при условии исключения сдавления мочеиспускательного канала. Предложенный биосовместимый гидрогель был испытан в клинике. В частности, он был использован для косметологической коррекции по поводу врожденных дефектов лица и для маммопластики при аплазии и гипоплазии молочных желез у женщин. Ниже приведены примеры из историй болезней. (1) Пациентка М. (амб. карточка № 15Д) 1965 г.р. Диагноз: врожденная правосторонняя мандибул о-нейромускулярная череп но-лицевая микросомия. Коррекция (под общим наркозом: внутривенно и НЛА): - первая (ноябрь 1993 г.) - введением 10 мл 3,5%-ного гидрогеля ПС ПАА вн утримышечными инъекциями; - вторая (июнь 1994 г.) - аналогичным введением 15 мл такого же гидрогеля. Получен положительный результат: молочные железы приобрели форму и размеры, соответствующие общему телосложению пациентки, и упругость, характерную для естественных мягких тканей. (2) Пациентка Л. (амб. карточка ISfe 12) 1967 г.р., рожавшая. Диагноз: симметричная аплазия молочных желез. Коррекция в три этапа (под местной анестезией: 0,5% раствор новокаина в количестве 80 мл на каждом этапе): - первый этап (январь 1991 г.) - введением внутримышечно, ретромаммарно и субкапсулярно 140 мл 6%ного гидрогеля ПС ПАА в каждую молочную железу; - второй этап (март 1991 г.) - аналогичным введением 40 мл такого же гидрогеля в каждую молочную железу; - третий этап (май 1991 г.) - аналогичным введением 60 мл такого же гидрогеля в каждую молочную железу. Получен положительный результат, аналогичный вышеописанному, (4) Пациентка Н. (амб. карточка № 78) 1969 г.р., нерожавшая. Диагноз: симметричная гипоплазия молочных желез. Коррекция (под местной анестезией: 0,5% раствор новокаина в количестве 80 мл): - первая (февраль 1993 г.) - введением внутримышечно, ретромаммарно и субкапсулярно 140 мл 6%-ного гидрогеля ПС ПАА в каждую молочную железу; - вторая (март 1993 г.) - аналогичным введением 100 мл такого же гидрогеля в каждую молочную железу. Получен положительный результат, аналогичный вышеописанному, (5) Пациентка К. (абм. карточка №17Л) 1967 г.р., рожавшая Диагноз: симметричная гипоплазия молочных желез. Коррекция (под местной анестезией: 0,5% раствор новокаина в количестве 80 мл): - первая (январь 1994 г.) - введением внутримышечно, ретромаммарно и субкапсулярно 130 мл 6%-ного гидрогеля ПС ПАА в каждую молочную железу; - вторая (июль 1994 г.) - аналогичным введением 60 мл такого же гидрогеля в каждую молочную железу. Получен положительный результат, аналогичный вышеописанному. Результаты коррекции в данном случае были дополнительно оценены с помощью аксиальной компьютерной томографии грудной клетки указанной пациентки на уровне молочных желез в положении "на спине" со сканированием через каждые 8 мм на томографе модели "SONATRON CR" фирмы SIEMENS (ФРГ). Две томограммы из множества полученных томограмм приведены на приложенном листе иллюстраций, на котором: фиг.1 - иллюстрирует результат коррекции формы и размеров левой, а фиг.2 - результат аналогичной коррекции правой молочной железы. Как видно из иллюстраций, после коррекции обе молочные железы имеют правильную топографию и форму. Толщина кожи не превышает 2,0 мм, соски и ареолы - в норме (не деформированы и не втянуты). Гипоплазированная железистая ткань обеих мамм вентрально смещена отличающимся от нее по плотности гидрогелем ПС ПАА, заполняющим ретрамаммарное пространство (нормальная плотность ткани glandula mammarla - от +3,0 до +4,0, плотность указанного гидрогеля - от +4,6 до +7,2, а плотность подкожной жировой клетчатки - от -73 до -95 ед. Ни). Размеры glandula mammaria после коррекции составили: поперечные - 7,4 см dextra и 8,0 см sinistra; передне-задние - около 5,0 см dextra et sinistra. * Регионарные лимфоузлы не увеличены, костные ткани грудины и ребер - структурны. Полученные лабораторные, экспериментальные и клинические данные позволяют сделать вывод, что преложенный гидрогель ПС ПАА химически и биохимически стабилен, инертен, биосовместим и вполне пригоден для имплантации при эн-допротезировании, тампонировании каверн и создании внутритканевых депо лекарственных препаратов пролонгированного действия. Были проведены испытания применимости предложенного биосовместимого гидрогеля для нужд длительной кардио- или энцефалографии на образцах с концентрацией ПС ПАА 4,0 - 8.0%. изготовленных на 0,9% водных растворах хлорида и ацетата натрия. Испытания включали определение удельного электрического сопротивления гидрогеля, размещенного слоем толщиной 1 мм между электрографическими электродами типа ЭКМК-6 с луженной оловом, или медью, или алюминием рабочей поверхностью диаметром 9 и толщиной 3 мм, суточной стабильности этого показателя и переносимости длительных (со сроками наблюдения 1. 7 и 15 суток) аппликаций на кожу предплечья вблизи локтевого сгиба двух мужчин и двух женщин-добровольцев из числа врачебного персонала. Удельное электросопротивление образцов составило от 8,0 до 9,0 кОм/см для указанных в таблице образцов типа БСГ6 и БСГ7 и от 10,0 до 20,0 кОм/см для образцов типа БСГ8 и БСГ9 и в течение суток при замерах через каждые три часа оставалось неизменным для каждого образца. Для сравнения следует указать, что удельное электросопротивление электродной пасты фирмы SIEMENS составляет в среднем около 8,0 кОм/см. Поляризуемость во всех испытаниях была на уровне около 450 мВ для электродов, луженных оловом, около 150 мВ - медью и около 700 мВ - алюминием. Паразитная поляризация при определении удельного электросопротивления не обнаружена. При визуальном обследовании мест аппликаций на кожу ни в одном из случаев во все указанные сроки наблюдений признаки заметного раздражения (покраснение, зуд) и тем более - повреждения кожного покрова (мацерация) выявлены не были. В одном из случаев на 15-е сутки у одной из женщин-добровольцев было отмечено легкое порозове-ние кожи вблизи краев наклейки, прикрывавшей слой гидрогеля. Самопроизвольное вытекание гидрогеля ПС ПАА, имеющего вязкость порядка 1000 пуаз, из зазора между горизонтально расположенными измерительными электродами или из-под наклеек не наблюдалось. Полученные данные свидетельствуют о применимости предложенного гидрогеля ПС ПАА в качестве иммерсионной среды для мониторинга электрофизиологических параметров человеческого организма и для электрофоретического введения лекарственных препаратов через кожу.