Імплантат для реконструкції форми та об’єму тканин

Винахід відноситься до галузі медицини, а саме до матеріалів імплантатів, і може бути використаний для реконструкції та відновлення форми та об'єму м'яких тканин, включаючи м'язові, залозові, підшкірножирові, фасціальні та тканини зв'язуючого апарату, наприклад, суглобні рідини, хрящові, кісткові та ін. Однією з найбільш принципових проблем ендопротезування є мінімізація частоти негативних реакцій і ускладнень при збереженні заданих вихідних параметрів імплантату, до яких, в першу чергу, відносяться здатність зберігати геометричну форму та розміри, щільність. В цей час існує достатньо велике розмаїття імплантатів вказаного призначення. Серед них виділяються безоболонкові та оболонкові імплантати. Відомі, наприклад, латексні імплантати, що відносяться до безоболонкових (Монография "Пластика молочных желез", Гребенщикова О.Б., стр.14-19, 1994, г. Новосибирск). Але вони викликають розвиток грубої контракційної капсули в період від півроку до трьох років, що потребує обов'язкового їх видалення та заміни. До цієї ж різновидності імплантатів для реконструкції форми та об'єму тканин відносяться імплантати, виконані з поліакриламідного гелю, наприклад, з біогелю "Интерфалл" (Тези II з’їзду онкологів країн СНД, Україна, Київ, травень 2000р., ст. №904). Властивості вказаного біогелю такі, що дозволяють створювати з нього цілісні, формостійкі імплантати, зокрема, для молочної залози. Але дуже суттєвими недоліками згаданого імплантату є відносно низька механічна міцність, що може привести до його руйнування вже на самому етапі імплантації. Крім того, при його встановленні необхідно значний розріз тканин та ретельна підготовка ложа для його розміщення. Відомий імплантат відрізняється хрупкістю, що ускладнює його фіксацію і що, в свою чергу, може привести до змін його положення та до переміщення. Крім того, часто спостерігається руйнування імплантату протеолітичними ферментами. Всі вказані недоліки є причиною виникнення гематом, розвитку хронічних та гострих запалювальних процесів. Запалювальні процеси можуть підсилюватись в результаті міграції фрагментів імплантату по міжтканинним та міжфасціальним просторам, що утворилися запалювальними каналами та свищевими ходами. Оболонкові імплантати в певній мірі компенсують вказані вище недоліки. Їх оболонка виконана, наприклад, з поліуретану, латексу та інших придатних полімерів, а наповнювачами є, наприклад, силікон та ін. Оболонка, що застосовується в імплантатах, служить для створення поверхневих характеристик імплантату, направлених на зниження недоліків, притаманних безоболонковим імплантатам. Але оболонкові імплантати мають ряд притаманних їм суттєви х недоліків, в першу чергу, пов'язаних з розривом оболонки навіть при незначних травмах і супроводжуваних ви ходом наповнювача в оточуючі тканини. Наповнювач, наприклад, силікон може проявляти токсичність та мігрувати по міжфасціальних та міжтканинних просторах, що, в кінцевому підсумку, приводить до запалювальних процесів, які вимагають терапевтичного лікування або оперативного втручання. Відомі силіконові імплантати, що покриті оболонкою з пористого поліуретану, процент ускладнень при застосуванні яких значно знижений. Але в процесі біодеструкції поліуретану утворюється 2,4-толуенедіамін, що є канцерогеном («Вестник хирургии», №1, 1988, с.121-122). Для оболонкових імплантатів зберігається небезпека втрати форми, що потребує обов'язкового їх видалення та заміни. Крім того, операція встановлення оболонкових імплантатів технологічно складна, оскільки передбачає декілька етапів: - імплантація оболонки; - заповнення оболонки наповнювачем спеціальними пристроями, наприклад, катетером з голкою. Ще одним недоліком відомих оболонкових імплантатів особливо при використанні гладкостінних оболонок є можливість розвитку контракційних капсул, що потребує хірургічного видалення імплантату та видалення капсули. Серед оболонкових імплантатів перспективними вважаються тестикулярні імплантати, що використовуються в реконструктивній терапії та в косметологічній хірургії ( Проспект "Polutech Silimed" Ukraine GmbH). Але для них також зберігається вірогідність розвитку контракційної капсули, причому об'єм хірургічного втр учання в цьому випадку був більший, оскільки має місце вростання рубцевої тканини в структуру оболонки. Типовим недоліком для тестикулярних імплантатів є висока вірогідність просочування наповнювача через оболонку, що викликає зменшення їх об'єму та необхідність їх поповнення шляхом додаткового оперативного втручання. Задачею цього винаходу є вдосконалення імплантату для реконструкції форми та об'єму тканин шляхом модифікації поверхні біополімерного геля, в результаті чого досягаються виражені поверхневі властивості імплантату та, як наслідок, зниження до мінімуму можливих ускладнень та необхідність повторних хірургічни х втр учань, а крім того розширення асортименту. Поставлена задача вирішується тим, що імплантат для реконструкції форми та об'єму тканин, згідно з винаходом, представляє собою продукт радикальної полімеризації акриламіду та Ν,Ν'-метилен-бісакриламіду в присутності окислювально-відновлюваного ініціатора, що одержаний на підложці, що відповідає бажаній формі імплантату і виконана з матеріалу, що визначає поверхневі характеристики імплантату, і підданий після вилучення з підложки набуханню до рівноважного ступеню та термічній або радіаційній стерилізації. Признаки винаходу, що заявляється, представляють собою сукупність продукту полімеризації поліакриламідного гелю, що має необхідні для імплантату властивості, і модифікованої поверхні за рахунок взаємодії з поверхнею підложки. Поліакриламідний гель одержують у відповідності зі способами по п. України №64849 за допомогою радикальної сополімеризації водних розчинів акриламіду та Ν,Ν'-метилен-біс-акриламіду в присутності окислювально-відновного ініціатора (персульфат амонію - Ν,Ν,Ν',Ν'-тетраметилетилендіамін) на підложці, що відповідає заданим геометричним параметрам імплантату. Після полімеризації продукт вилучають з форми, відмивають фізіологічним розчином від залишковим мономерів і піддають набуханню в фізіологічному розчині при температурі 37-40°С протягом 24-72 годин до рівноважного ступеню набухання, потім проводять стерилізацію термічно або радіаційно. Фізико-механічні властивості імплантату формуються на стадії одержання поліакриламідного гелю та задаються в залежності від конкретного призначення імплантату. Найбільш важливими фізико-механічними властивостями імплантату, що одержують, є еластичність, щільність, міцність, в'язкість, когезивність. Крім того, при одержанні поліакриламідного гелю враховують формування його трьохмірної полімерної структури, стійкої в умовах імплантації і такої, що забезпечує стабільність форми і розмірів імплантату в часі, а також його стабільність при проведенні діагностичних досліджень (рентген, УЗД, МРТ та ін.). Авторами цього винаходу передбачена модифікація поверхні імплантату, яка дозволяє, в першу чергу, забезпечити біосумісність імплантату з тканинами ложу і відповідно фізико-хімічними та фізико-колоїдними властивостями. Визначаючими характеристиками імплантату є гідрофільність, адсорбційні та десорбційні властивості, іонопроникливість, пористість. Вказана модифікація досягається за допомогою взаємодії поліакриламідного гелю з поверхнею основи, що має певну структур у. Були досліджені такі матеріали, як метали та сплави різноманітної хімічної природи, природні матеріали та мінеральне скло. Як було експериментально встановлено, серед матеріалів, що досліджуються, найбільше відповідають умовам модифікації такі мінеральні матеріали, як скло та ситал. У випадку необхідності в залежності від безпосереднього призначення імплантату поверхню основи додатково обробляють текстуруванням, зокрема абразивними матеріалами, гравіруванням та ін. Сформовану на імплантаті структур у вивчали за допомогою електронної мікроскопії (Фіг.1, 2), результати показали, що поліакриламідний гель має трьохмірну структур у, в гелі присутні пори з розмірами, які відрізняються один від одного на декілька порядків, при цьому розмір найбільших пор складає 20-40мКм. Пори з'єднані між собою сіткою, в якій є відкриті та закриті пори з розмірами від 0,1 до 5мКм, а також непористі дільниці з глобулярною морфологією. Таким чином імплантат для реконструкції форми та об'єму тканин, що заявляється, представляє собою гетерогенну систему, що характеризується межею розділу між імплантатом та тканиною організму, на якій створено поверхневий шар, в якому відбувається найбільш важливі процеси. Гетерогенна структура поверхні, що характеризується порами різної форми та розмірів, сприяє, з одного боку, вільному транспорту низькомолекулярних речовин через поверхню імплантату, забезпечуючи нормальний ток лімфи, а, з другого боку, створює бар'єр для глибокого проникнення високомолекулярних білкових фракцій (продуктів розпаду гематом) в структуру гелю, тим самим попереджуючи виникнення запалювальних процесів, особливо в ранішні постопераційні терміни. Крім того, наявність внутрішніх пор більшого розміру забезпечує проникливість для високомолекулярних білків, що сприяє активному загоюванню ран без розвитку капсулярного фіброзу. Високі еластичність, пластичність та когетивність імплантату, що заявляється, дозволяють встановлювати його через мінімальний розріз. Він може бути додатково фіксованим лігатурою, наприклад, при малому об'ємі оточуючих тканин при ендопротезуванні грудних, ікроножних, сідничних м'язів, м'язів зони обличчя або при обов'язковому прикріпленню у випадку використання імплантату для відновлення фасціональних оболонок, сухожилля, м'яких мозкових оболонок або хрящових основ. Ще одною перевагою імплантату, що заявляється, є його здатність тривалий термін витримувати значні механічні навантаження, не руйнуватися підчас зовнішніх механічних дій та травмах. І, крім цього, при необхідності заміна імплантату проходить з мінімальною травматичністю. Винахід пояснюється прикладами конкретного виконання. Приклад 1. Готують реакційну суміш при наступному співвідношенні вихідних компонентів, мас.%: акриламід 0,5 Ν,Ν'-метилен-біс-акриламід 0,02 Ν,Ν,Ν',Ν'-тетра-метил-етилен діамін 0,057 персульфат амонію 0,96 фізіологічний розчин решта Суміш заливають в форму, що виконана з мінерального скла та моделює міжфасциальні оболонки, та витримують при температурі 35-40°С протягом двох годин. Потім гель вилучають з форми, відмивають фізіологічним розчином з триразовою зміною розчинника (при співвідношенні гель-розчинник 1:3). Потім гель витримують в фізіологічному розчині при температурі 35-40°С протягом 24 годин до рівноважного ступеня набухання. Одержаний імплантат стерилізують в автоклаві при температурі 123°С і тиску 1,5атм протягом 30 хвилин. Характеристики одержаного імплантату: пористость 300-1000 мікрон відносне видовження 700% динамічна в'язкість 1130спз коефіцієнт переносу іонів: Na+ 17,3·10-6см 2/с + K 15,0·10-6см 2/с Ca2+ 20,5·10-6см 2/с pH 6,1 Виготовляють імплантати міжфасціальних або плевральних оболонок, ушкоджених оболонок залоз внутрішньої секреції та паренхіматозних органів. Пацієнт Л. Рік народження 1988. Діагноз - травматичне пошкодження кісток черепа з розривом м'якої мозкової оболонки. В ході операції для закриття пошкодження м'якої мозкової оболонки був використаний описаний вище імплантат. Досягнуто добрий клінічний результат. На МРТ-дослідженні через 6 місяців матеріал знаходиться в зоні імплантації, відсутні ознаки рубцово-спайєчних процесів в зоні втручання. При перевірці через рік не виявлено ніяких побічних явищ. Приклад 2. Готують реакційну суміш при наступному співвідношенні вихідних компонентів, мас.%: акриламід 15,0 Ν,Ν'-метилен-бис-акриламід 0,03 Ν,Ν,Ν',Ν'-тетра-метил-етилендіамін 0,31 Персульфат амонію 0,52 фізіологічний розчин решта Суміш заливають у форму, що виконана із ситалу та моделює молочну залозу, і витримують при температурі 35-40°С протягом 2 годин. Потім гель вилучають з форми, відмивають від залишкових мономерів і піддають набуханню в фізіологічному розчині при температурі 35-40°С протягом 48 години. Одержаний імплантат стерилізують термічним або радіаційним способом. В цьому прикладі форму із ситалу, що представляє підложку, попередньо обробляли абразивними засобами. Пористість одержаного матеріалу складає 150-800 мікрон, відносне видовження 300% динамічна в'язкість 3154спз коефіцієнт переносу іонів: Na+ 15,7×10-6см 2/с K+ 13,3×10-6см 2/с 2+ Ca 18,1×10-6см 2/с PH 7,2 Пацієнтка Б. Рік народження - 1962. Діагноз - нодозна форма рака молочної залози І стадії захворювання. Була виконана одномоментна мастектомія з аллопластикою молочної залози за допомогою описаного вище імплантату. Об'єм операції в даному випадку обмежився операцією Пейті-Дисена, що дозволило зберегти великий грудний м'яз та використати її як ложе для ендопротезу. В післяопераційному періоді протягом 8 діб пацієнтці були призначені лікарські засоби, що обезболюють, підсилюють місцеве артеріальне кровопостачання та зменшують небезпеку виникнення тромбозу. З 8-ої доби призначено легкий масаж плеча та передпліччя, елементи ЛФК. Контрольні огляди проводились на перший, третій і шостий місяці та показали збереження доброго косметичного результату на кожному етапі огляду. Спостереження протягом року не виявили ніяких побічних явищ. Приклад 3. Готують реакційну суміш при наступному співвідношенні вихідних компонентів, мас.%: акриламід 65,0 Ν,Ν'-метилен-бис-акриламід 0,05 Ν,Ν,Ν',Ν'-тетра-метил-етилендіамін 0,057 персульфат амонію 0,096 фізіологічний розчин решта Суміш поміщають на підложку з мінерального скла, що моделює хрящову поверхню спинки носа, і витримують при температурі 35-40°С протягом 2 годин. Потім гель вилучають з форми, відмивають фізіологічним розчином і витримують до рівноважного стану при температурі 35-40°С протягом 72 години. Одержаний імплантат стерилізують. Пористість одержаного матеріалу складає 50-200 мікрон, відносне видовження 150% динамічна в'язкість 10757спз коефіцієнт переносу іонів: Na+ 13,2×10-6см 2/с K+ 15,1×10-6см 2/с 2+ Ca 17,4×10-6см 2/с PH 7,8 Пацієнт Н. Рік народження - 1970. Діагноз - деформація хрящового відділу переносиці внаслідок перенесеної до того травми. Виконана пластика носової перегородки з використанням описаного вище імплантату у вигляді перфорованої пластини, що підібрана під індивідуальну форму та розміри носової перегородки. Контрольне спостереження пацієнта через рік показало збереження досягнутого косметичного та функціонального (вільне дихання) ефекту. Ніяких ускладнень не виявлено. Таким чином особливість імплантату, що заявляється і полягає в формуванні його поверхні та визначає його властивості, приводить до зниження до мінімуму можливих ускладнень та повторних хірургічних втр учань. Крім того, перевагою імплантату, що заявляється, є можливість формувати його властивості в залежності від патології, що виникла, а це є приводом для розширення асортименту імплантатів для реконструкції форми та об'єму тканин.