RU2526429C1 - Method of manufacturing bone implants - Google Patents
Method of manufacturing bone implants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526429C1 RU2526429C1 RU2013116468/14A RU2013116468A RU2526429C1 RU 2526429 C1 RU2526429 C1 RU 2526429C1 RU 2013116468/14 A RU2013116468/14 A RU 2013116468/14A RU 2013116468 A RU2013116468 A RU 2013116468A RU 2526429 C1 RU2526429 C1 RU 2526429C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bone
- sterilization
- ozone
- solution
- implants
- Prior art date
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 59
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 22
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 11
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000002138 osteoinductive effect Effects 0.000 abstract description 15
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 7
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 6
- 210000002805 bone matrix Anatomy 0.000 description 6
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 5
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 4
- 108010007726 Bone Morphogenetic Proteins Proteins 0.000 description 3
- 102000007350 Bone Morphogenetic Proteins Human genes 0.000 description 3
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 3
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 229940112869 bone morphogenetic protein Drugs 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000008098 formaldehyde solution Substances 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 2
- 241000243321 Cnidaria Species 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010017533 Fungal infection Diseases 0.000 description 2
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 208000036142 Viral infection Diseases 0.000 description 2
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 239000012503 blood component Substances 0.000 description 2
- GZUXJHMPEANEGY-UHFFFAOYSA-N bromomethane Chemical compound BrC GZUXJHMPEANEGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 108010041649 chymopsin Proteins 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000003544 deproteinization Effects 0.000 description 2
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 2
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000003562 morphometric effect Effects 0.000 description 2
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 2
- 238000004621 scanning probe microscopy Methods 0.000 description 2
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 2
- 239000003206 sterilizing agent Substances 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000009385 viral infection Effects 0.000 description 2
- WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 2-[[6-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]-2-methylpyrimidin-4-yl]amino]-n-(2-methyl-6-sulfanylphenyl)-1,3-thiazole-5-carboxamide;hydrate Chemical compound O.C=1C(N2CCN(CCO)CC2)=NC(C)=NC=1NC(S1)=NC=C1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1S WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010049931 Bone Morphogenetic Protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 108010049870 Bone Morphogenetic Protein 7 Proteins 0.000 description 1
- 102100022544 Bone morphogenetic protein 7 Human genes 0.000 description 1
- 244000132059 Carica parviflora Species 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 208000031886 HIV Infections Diseases 0.000 description 1
- 241000713772 Human immunodeficiency virus 1 Species 0.000 description 1
- 241000588748 Klebsiella Species 0.000 description 1
- 241000906034 Orthops Species 0.000 description 1
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000003957 acoustic microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- WGXZDYPGLJYBJW-UHFFFAOYSA-N chloroform;propan-2-ol Chemical compound CC(C)O.ClC(Cl)Cl WGXZDYPGLJYBJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002316 cosmetic surgery Methods 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 210000003275 diaphysis Anatomy 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 229940102396 methyl bromide Drugs 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004660 morphological change Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000278 osteoconductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000405 serological effect Effects 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 230000003253 viricidal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биологии и медицине и может быть использовано в травматологии, ортопедии при изготовлении биологических минерализованных имплантатов и их глубокой стерилизации при заготовке, консервации и последующем хранении. Также изобретение может быть использовано в работе "тканевых банков" для обеспечения костно-пластическим материалом учреждений здравоохранения.The invention relates to biology and medicine and can be used in traumatology, orthopedics in the manufacture of biological mineralized implants and their deep sterilization during procurement, preservation and subsequent storage. Also, the invention can be used in the work of "tissue banks" to provide bone-plastic material for health facilities.
Для получения костно-пластического материала, эквивалентного по качеству аутокости, наиболее эффективным является физическое и(или) физико-химическое воздействие на аллогенный пластический материал, в результате чего добиваются снижения антигенной активности имплантатов и уменьшения риска тканевой несовместимости за счет полного удаления из них костного мозга и клеток.To obtain osteoplastic material equivalent in quality of autobone, the most effective is the physical and (or) physico-chemical effect on the allogeneic plastic material, as a result of which they reduce the antigenic activity of implants and reduce the risk of tissue incompatibility by completely removing bone marrow from them and cells.
Одним из наиболее распространенных материалов для костной пластики является деминерализованный костный матрикс благодаря биосовместимости, хорошим остеоиндуктивным и остеокондуктивным свойствам. Для достижения наилучшего клинического результата в деминерализованном костном матриксе необходимо сохранить активность костных морфогенетических белков.One of the most common materials for bone grafting is demineralized bone matrix due to biocompatibility, good osteoinductive and osteoconductive properties. In order to achieve the best clinical result in the demineralized bone matrix, it is necessary to maintain the activity of bone morphogenetic proteins.
В зависимости от способа получения деминерализованный костный матрикс может обладать разными свойствами. Но при этом важно добиться высокой стерильности продукта, которая влияет на продолжительность и условия его хранения.Depending on the production method, the demineralized bone matrix may have different properties. But it is important to achieve high sterility of the product, which affects the duration and storage conditions.
Таким образом, применяемый в клинической практике деминерализованный костный имплантат должен иметь определенные стандартизуемые параметры. Для сохранения активности костных морфогенетических белков при хранении препарата его влажность не должна превышать 3-5%, а уровень pH должен находиться в диапазоне от 4,5 до 7,5, суммарное содержание костных морфогенетических белков ВМР-2 и ВМР-7 250-350 мг/г продукта. Для снижения риска иммунного ответа на введение материала, а также для максимального высвобождения белковых факторов роста кости уровень липидов не должен превышать 2%.Thus, the demineralized bone implant used in clinical practice must have certain standardized parameters. To preserve the activity of bone morphogenetic proteins during storage of the drug, its moisture content should not exceed 3-5%, and the pH should be in the range from 4.5 to 7.5, the total content of bone morphogenetic proteins BMP-2 and BMP-7 250-350 mg / g of product. To reduce the risk of an immune response to the introduction of the material, as well as to maximize the release of protein factors of bone growth, the lipid level should not exceed 2%.
Высокая степень стерильности необходима в биоимплантологии, в частности, на завершающих стадиях изготовления костного имплантата в тканевых банках. При их использовании должна быть исключена возможность инфицирования реципиентов бактериальными, грибковыми и вирусными инфекциями. Поэтому технологический процесс изготовления любых имплантатов биологической природы должен завершаться надежной и адекватной стерилизацией с максимально возможным сохранением пластических свойств ткани. Отбор донорского материала, выбор технологии изготовления биологических имплантатов в мировой практике регулируется соответствующими стандартами и контролируется серологическими анализами. Параллельно с решением отмеченных вопросов существуют и другие, которые касаются способов стерилизации биологических тканей. К ним относятся воздействие различных факторов (температура, химическое, радиационное воздействие и т.д.) на эндо- и экзопатогенную флору, присутствующую в донорских тканях, что может привести к денатурации их белковых структур и свести комплекс пластических свойств имплантатов к минимуму или полному исчезновению.A high degree of sterility is necessary in bioimplantology, in particular, at the final stages of manufacturing a bone implant in tissue banks. When using them, the possibility of infection of recipients with bacterial, fungal and viral infections should be excluded. Therefore, the manufacturing process of any implants of a biological nature should be completed by reliable and adequate sterilization with the maximum possible preservation of the plastic properties of the tissue. The selection of donor material, the choice of technology for the production of biological implants in world practice is regulated by relevant standards and monitored by serological analyzes. In parallel with the solution of these issues, there are others that relate to methods of sterilization of biological tissues. These include the influence of various factors (temperature, chemical, radiation exposure, etc.) on the endo- and exopathogenic flora present in donor tissues, which can lead to the denaturation of their protein structures and minimize the complex plastic properties of implants or completely disappear .
В настоящее время для целей дезинфекции и стерилизации медицинских инструментов, лабораторного оборудования, сред и биологических объектов используют высокотемпературные технологии, химически активные препараты, ионизирующее и ультрафиолетовое (УФ) излучение (Шкарин В.В., Шафеев М.Ш. Дезинфектология: Руководство для студентов медицинских вузов и врачей. Нижний Новгород, 2003. 368 с.).Currently, for the disinfection and sterilization of medical instruments, laboratory equipment, media and biological objects, high-temperature technologies, chemically active preparations, ionizing and ultraviolet (UV) radiation are used (Shkarin V.V., Shafeev M.Sh. Disinfection: A manual for students medical universities and doctors.Nizhny Novgorod, 2003.368 s.).
1. Высокотемпературные технологии. Дезинфекция и стерилизация осуществляется с помощью паровых, воздушных и газовых стерилизаторов. Стерилизующими агентами газовых стерилизаторов являются: смесь окиси этилена и бромида метила, формальдегид, этиленоксид в смеси с инертными газами. Высокотемпературные технологии характеризуются процессом нагрева и охлаждения и не позволяют провести дезинфекцию температурно-чувствительных (особенно биологических) материалов.1. High temperature technology. Disinfection and sterilization is carried out using steam, air and gas sterilizers. The sterilizing agents of gas sterilizers are: a mixture of ethylene oxide and methyl bromide, formaldehyde, ethylene oxide in a mixture with inert gases. High-temperature technologies are characterized by heating and cooling and do not allow the disinfection of temperature-sensitive (especially biological) materials.
2. Химические реагенты. Степень эффективности обеззараживания химически активными веществами различна и зависит как от химической активности дезинфектантов, так и от свойств обрабатываемых образцов. Спектр обеззараживаемых химическими реагентами биологических материалов значительно уже, к тому же все дезинфицирующие вещества чрезвычайно токсичны.2. Chemical reagents. The degree of effectiveness of disinfection with chemically active substances is different and depends both on the chemical activity of disinfectants and on the properties of the processed samples. The range of biological materials disinfected with chemical reagents is much narrower, moreover, all disinfectants are extremely toxic.
3. Излучения. Достаточным эффективным обеззараживающим действием характеризуется радиационное воздействие. Однако крупным недостатком способа является значительное влияние радиации на остеоиндуктивные свойства имплантатов, а также высокая стоимость используемого оборудования, наличие специально оборудованных радиационно-безопасных помещений. Данные установки требуют высококвалифицированного обслуживающего персонала.3. Radiation. A sufficiently effective disinfecting effect is characterized by radiation exposure. However, a major drawback of the method is the significant effect of radiation on the osteoinductive properties of implants, as well as the high cost of the equipment used, the presence of specially equipped radiation-safe rooms. These installations require highly qualified staff.
Известны различные технологии изготовления костных имплантатов в зависимости от поставленных задач.Various manufacturing techniques for bone implants are known, depending on the tasks.
Так, известен способ изготовления аллотрансплантата, включающий механическую обработку полученной от донора заготовки из костной ткани, промывку ее холодной водой, деминерализацию в 1,2-3,6 н. растворе соляной кислоты, промывку деминерализованной заготовки в дистилляте и в физиологическом растворе, стерилизацию и консервацию заготовки путем помещения и выдерживания ее в соответствующей герметичной таре (упаковке), залитой раствором формальдегида с добавкой антибиотика (Савельев В.И. (Деминерализованная кость как особая разновидность костно-пластического материала. Сборник научных трудов ЛНИИТО им P.P. Вредена. Заготовка и пересадка деминерализованной костной ткани в эксперименте и клинике. Л.: НИИТО, 1983, с.3-12). Данный способ позволяет за счет деминерализации костной ткани получать аллотрансплантаты с высокой остеоиндуктивностью, которой практически не обладают замороженные недеминерализованные трансплантаты, и низкой антигенностью. Однако существенным недостатком полученных по этому способу аллотрансплантатов является использование формальдегида в качестве консерванта и стерилизатора, что влечет за собой ряд проблем, обусловленных ограничением времени хранения трансплантата (не более 6 месяцев), необходимостью отмывки приготовленного трансплантата перед клиническим использованием, токсичностью формальдегида, а также неудобством хранения и транспортировки трансплантата, погруженного в раствор формальдегида.So, there is a known method for the manufacture of an allograft, including mechanical processing of a bone tissue blank obtained from a donor, washing it with cold water, and demineralizing it in 1.2-3.6 n. hydrochloric acid solution, washing the demineralized preform in the distillate and in physiological saline, sterilizing and preserving the preform by placing and keeping it in an appropriate sealed container (package), filled with a formaldehyde solution with the addition of an antibiotic (Savelyev V.I. (Demineralized bone as a special kind of bone -plastic material. Collection of scientific works of LNIITO named after PP Vredena. Harvesting and transplantation of demineralized bone tissue in an experiment and clinic. L .: NIIITO, 1983, pp. 3-12). due to bone tissue demineralization, it is possible to obtain allografts with high osteoinductance, which frozen non-demineralized grafts practically do not have, and low antigenicity.However, a significant drawback of allografts obtained using this method is the use of formaldehyde as a preservative and sterilizer, which entails a number of problems caused by limitation transplant storage time (not more than 6 months), the need to wash the prepared transplant Ed clinical use, formaldehyde toxicity and inconvenience of storage and transportation of the graft is immersed in the solution of formaldehyde.
Известен способ изготовления имплантатов из губчатой костной ткани (пат. РФ №2172104), включающий измельчение кости, промывку водой, стерилизацию и консервацию. При этом костные фрагменты погружают в 6%-ный раствор перекиси водорода на 48 часов при соотношении один объем костных фрагментов на четыре объема раствора перекиси водорода со сменой раствора 4 раза через каждые 12 часов, костные фрагменты подвергают центрифугированию, затем погружают их в смесь этанола с хлороформом в соотношении 1:1 на 48 часов при соотношении один объем костных фрагментов на четыре объема раствора перекиси водорода со сменой раствора 4 раза через каждые 12 часов, повторно центрифугируют костные фрагменты, проветривают на воздухе 24 часа, после чего фрагменты замораживают при температуре -70°C в течение 24 часов, по истечении этого времени их подвергают лиофилизации в течение 48 часов с достижением остаточной влажности 5%, а после этого упаковывают в стандартный двойной пакет и стерилизуют потоком быстрых электронов дозой 18±5 кГр на ускорителе ЛУЭ-8-5М. Недостатками данного способа являются его значительная продолжительность, трудоемкость, возможность разрушения костных морфогенетических белков в получаемом имплантате в процессе длительной обработки его перекисью водорода, что не исключает потерю остеоиндуктивных свойств.A known method of manufacturing implants from spongy bone tissue (US Pat. RF No. 2172104), including grinding the bone, washing with water, sterilization and preservation. In this case, bone fragments are immersed in a 6% hydrogen peroxide solution for 48 hours at a ratio of one volume of bone fragments to four volumes of hydrogen peroxide solution with a change of solution 4 times every 12 hours, the bone fragments are centrifuged, then immersed in ethanol mixture with chloroform in a ratio of 1: 1 for 48 hours with a ratio of one volume of bone fragments to four volumes of a solution of hydrogen peroxide with a change of solution 4 times every 12 hours, bone fragments are centrifuged again, aired in air for 24 hours, after which the fragments are frozen at -70 ° C for 24 hours, after which they are lyophilized for 48 hours to achieve a residual moisture content of 5%, and then packaged in a standard double bag and sterilized by a stream of fast electrons dose of 18 ± 5 kGy at the LUE-8-5M accelerator. The disadvantages of this method are its significant duration, complexity, the possibility of destruction of bone morphogenetic proteins in the resulting implant during prolonged treatment with hydrogen peroxide, which does not exclude the loss of osteoinductive properties.
Известен способ изготовления костного имплантата (пат. РФ №2147800), который заключается в последовательно проводимых механической обработке и промывке заготовки из костного вещества, выполнении в заготовке сквозных отверстий, деминерализации в растворе соляной кислоты, нейтрализации остатков кислоты, консервации деминерализованной заготовки посредством лиофилизации, стерилизации после окончания сушки, осуществляемой путем облучения заготовки, помещаемой в герметичную упаковку, пучком ускоренных электронов дозой 15-18 кГр в течение 16-20 с. Однако существенным недостатком полученных по данному способу имплантатов является длительный цикл получения трансплантатов. Кроме того, использование в качестве стерилизующего средства радиационного воздействия, отличающегося минимальной продолжительностью обработки значительного по объему, упакованного материала, вместе с тем имеет недостатки, связанные со снижением остеоиндуктивных свойств деминерализованной кости при дозе гамма-лучей 10 кГр и утрате остеоиндуктивных способностей при дозе 25 кГр. При этом минимально необходимая для полного уничтожения бактерий доза равна 20 кГр, а для спор и вирусов - 20-40 кГр.A known method of manufacturing a bone implant (US Pat. RF No. 2147800), which consists in sequentially machining and washing the billet from bone material, performing through holes in the billet, demineralizing in hydrochloric acid solution, neutralizing acid residues, preserving the demineralized billet by lyophilization, sterilization after drying, carried out by irradiating a workpiece placed in a sealed package, with a beam of accelerated electrons with a dose of 15-18 kGy for 16-20 from. However, a significant drawback of the implants obtained by this method is the long cycle for obtaining transplants. In addition, the use of radiation exposure as a sterilizing agent, characterized by a minimum processing time of a significant volume of packaged material, however, has disadvantages associated with a decrease in the osteoinductive properties of demineralized bone at a dose of 10 kGy gamma rays and loss of osteoinductive abilities at a dose of 25 kGy . In this case, the minimum dose necessary for the complete destruction of bacteria is 20 kGy, and for spores and viruses - 20-40 kGy.
Известен способ получения костного трансплантата (пат. РФ 2223104) путем очистки и промывки костной ткани, депротеинизации фрагментов вначале в 0,01%-ном растворе химопсина, затем в 10%-ном растворе перекиси водорода в течение 48 часов, обработки жидким эфиром в течение 6 часов, высушивания и обработки 10%-ным раствором хлористого лития в течение 16 часов с последующей стерилизацией целевого продукта. Аллогенные или ксеногенные фрагменты длинных трубчатых костей депротеинизируют в растворе химопсина в течение 96 часов, а при обработке 10%-ным раствором перекиси водорода их помещают в переменное магнитное поле при 45°C. Депротеинизацию фрагмента костного фрагмента размером 5-6 см проводят дважды, а размером более 6 см - трижды. Недостатком данного способа является длительное химическое воздействие, отсутствие указаний на сохранение остеоиндуктивных свойств имплантата, а также сведений о контроле степени деорганификации на различных этапах обработки.A known method of producing a bone graft (US Pat. RF 2223104) by cleaning and washing bone tissue, deproteinization of the fragments first in a 0.01% solution of chymopsin, then in a 10% solution of hydrogen peroxide for 48 hours, treatment with liquid ether for 6 hours, drying and processing with a 10% solution of lithium chloride for 16 hours, followed by sterilization of the target product. Allogeneic or xenogenic fragments of long tubular bones are deproteinized in a solution of chymopsin for 96 hours, and when treated with a 10% solution of hydrogen peroxide, they are placed in an alternating magnetic field at 45 ° C. The deproteinization of a fragment of a bone fragment measuring 5-6 cm is carried out twice, and more than 6 cm in size - three times. The disadvantage of this method is the long chemical effect, the absence of indications of the preservation of the osteoinductive properties of the implant, as well as information about controlling the degree of deformation at various stages of processing.
В настоящее время широко применяется способ обработки губчатой костной ткани, включающий в себя отмывку от крови и миелоидно-жирового костного мозга водой, стерилизацию формальдегидом и консервацию замораживанием (Заготовка и консервация губчатого и трубчатого костного матрикса. Метод. рек. - Ереван, 1984 г.). К недостаткам данного способа могут быть отнесены следующие:Currently, a method for treating spongy bone tissue is widely used, including washing from blood and myeloid-fat bone marrow with water, sterilization with formaldehyde and preservation by freezing (Harvesting and preservation of spongy and tubular bone matrix. Method. Rivers. Yerevan, 1984. ) The disadvantages of this method can include the following:
- формальдегид, применяемый для стерилизации в виде концентрированных паров, обладает цитотоксическим действием;- formaldehyde used for sterilization in the form of concentrated vapors has a cytotoxic effect;
- продолжительность непрерывной отмывки от формальдегида не менее суток;- the duration of continuous washing from formaldehyde is not less than a day;
- срок хранения в замороженном состоянии ограничен (1 год);- the shelf life in a frozen state is limited (1 year);
- хранение требует холодильников с соответствующим режимом работы и постоянного контроля над процессом хранения;- storage requires refrigerators with an appropriate operating mode and constant control over the storage process;
- возникают определенные технические трудности при транспортировке пластического материала, находящегося в стеклянных колбах.- there are certain technical difficulties when transporting plastic material in glass flasks.
Известен способ получения деминерализованного костного матрикса в виде крошки (пат. РФ 2456003), включающий измельчение кости, обработку фрагментов кости раствором детергента, удаление детергента, обработку смесью спирт-хлороформ (1:1), отмывку водой, лиофилизацию, стерилизацию. Кость распиливают поперечно на фрагменты, проводят обработку фрагментов кости 2%-ным раствором Tween-80 в течение 12-24 часов дважды, далее обрабатывают смесью изопропанол-хлороформ (1:1) в течение 24-48 часов в ультразвуковой ванне, отмывают водой, обрабатывают раствором 0,6 М HCl в течение 30-90 мин, далее крошку промывают дистиллированной водой, помещают в фосфатный буфер, отмывают дистиллированной водой, полученные фрагменты заливают этиловым спиртом, крошку высушивают, измельчают. Стерилизация производится радиационным способом на установке ГУ-200 (ФГУП «НИИП», Лыткарино). Значение поглощенной дозы 15 кГр. Вместе с тем, указанная длительная химическая, а также радиационная обработка могут оказывать негативное влияние на остеоиндуктивные свойства получаемого материала.A known method of producing demineralized bone matrix in the form of crumbs (US Pat. RF 2456003), including grinding the bone, processing bone fragments with a solution of detergent, removing detergent, treatment with a mixture of alcohol-chloroform (1: 1), washing with water, lyophilization, sterilization. The bone is cross-cut into fragments, bone fragments are treated with a 2% Tween-80 solution for 12-24 hours twice, then treated with isopropanol-chloroform (1: 1) mixture for 24-48 hours in an ultrasonic bath, washed with water, treated with a solution of 0.6 M HCl for 30-90 minutes, then the chips are washed with distilled water, placed in phosphate buffer, washed with distilled water, the resulting fragments are poured with ethanol, the chips are dried, and crushed. Sterilization is carried out by the radiation method at the GU-200 facility (FSUE NIIP, Lytkarino). The absorbed dose value is 15 kGy. At the same time, the specified long-term chemical and radiation treatment can have a negative effect on the osteoinductive properties of the resulting material.
Известен способ плазменной стерилизации мелких фрагментов лиофилизированной губчатой кости [Shimizu К., Yano H., Nakamura E., Kaku N. Lipid extracted freeze-dried bank bone sterilized with low temperature plasma. // Ann. Transplant. - 2001. - Vol.6, N 1. - P.26-31]. Авторы способа не обнаружили различий в эволюции трансплантатов, стерилизованных плазмой и газообразной окисью этилена, взятой в качестве контроля. К сожалению, авторы не представили гистологической эволюции таких трансплантатов и сведений об их остеоиндуктивной активности. Кроме того, известно, что лиофилизированная кость по своей биологической ценности значительно уступает костной ткани, консервированной замораживанием.A known method of plasma sterilization of small fragments of lyophilized cancellous bone [Shimizu K., Yano H., Nakamura E., Kaku N. Lipid extracted freeze-dried bank bone sterilized with low temperature plasma. // Ann. Transplant - 2001. - Vol.6, N 1. - P.26-31]. The authors of the method did not find differences in the evolution of transplants sterilized by plasma and gaseous ethylene oxide, taken as a control. Unfortunately, the authors did not present the histological evolution of such grafts and information about their osteoinductive activity. In addition, it is known that lyophilized bone in its biological value is significantly inferior to bone tissue preserved by freezing.
Известен способ, в котором приведены экспериментальные данные, характеризующие остеоиндуктивные свойства деминерализованных костных трансплантатов, стерилизованных низкотемпературной плазмой пероксида водорода [Ferreira S.D., Dernell W.S., Powers B.E. et al. Effect of gas-plasma sterilization on the osteoinductive capacity of demineralized bone matrix. // din. Orthop. - 2001. - N 388. - Р.233-239]. Низкотемпературная плазма в данном случае лишила деминерализованные трансплантаты их полезных остеоиндуктивных свойств.A known method in which experimental data is presented characterizing the osteoinductive properties of demineralized bone grafts sterilized with low-temperature hydrogen peroxide plasma [Ferreira S.D., Dernell W.S., Powers B.E. et al. Effect of gas-plasma sterilization on the osteoinductive capacity of demineralized bone matrix. // din. Orthop. - 2001. - N 388. - P.233-239]. In this case, low-temperature plasma deprived demineralized grafts of their useful osteoinductive properties.
Известен способ получения биоматериала (пат. РФ №2472516) для замещения дефектов кости на основе натурального коралла, очищенного от коралловой пыли и микроорганизмов проточной водой с последующей стерилизацией. Коралл, дополнительно очищенный 3%-ным раствором гипохлорита натрия и ультразвуковым воздействием частотой 40 кГц в течение 3-5 мин, высушивают и стерилизуют гамма-облучением при суммарной дозе 25 кГр.A known method of obtaining biomaterial (US Pat. RF No. 2472516) for the replacement of bone defects based on natural coral, cleaned of coral dust and microorganisms with running water, followed by sterilization. Coral, additionally purified with a 3% solution of sodium hypochlorite and ultrasonic treatment with a frequency of 40 kHz for 3-5 minutes, is dried and sterilized by gamma radiation at a total dose of 25 kGy.
Известен способ камерной стерилизации биологических трансплантатов (пат. РФ 2317109) низкотемпературной плазмой пероксида водорода, заключающийся в воздействии на пероксид водорода магнитным излучением частотой 13,576 МГц при температуре 46±4°C. Непосредственно перед стерилизацией трансплантаты обрабатывают в течение 2-3 ч при комнатной температуре в растворе, состоящем, г: сульфосалициловая кислота (1,0), пропандиасахароль (10,0), спирт этиловый абсолютный (90,0), после чего высушивают в термостате при 37°C. Применение низкотемпературной плазмы пероксида водорода для стерилизации деминерализованных костных трансплантатов, подвергнутых дегидратации, не нарушает их остеоиндуктивных свойств. Кроме этого, как показал эксперимент, стерилизованные низкотемпературной плазмой пероксида водорода сухожильные имплантаты не вызывают в окружающих тканях морфологических изменений, которые могли бы служить противопоказанием для их клинического использования. Указанные дегидратирующие воздействия, имеющие место при нагреве, а также при использовании спиртового раствора, могут ухудшать исходные свойства имплантатов и снижать их регенераторный потенциал.A known method of chamber sterilization of biological transplants (US Pat. RF 2317109) with a low-temperature plasma of hydrogen peroxide, which consists in exposing hydrogen peroxide to magnetic radiation with a frequency of 13.576 MHz at a temperature of 46 ± 4 ° C. Immediately before sterilization, the transplants are treated for 2-3 hours at room temperature in a solution consisting of: sulfosalicylic acid (1.0), propanediasaccharol (10.0), absolute ethyl alcohol (90.0), and then dried in a thermostat at 37 ° C. The use of low-temperature plasma of hydrogen peroxide for sterilization of demineralized bone grafts subjected to dehydration does not violate their osteoinductive properties. In addition, as shown by the experiment, tendon implants sterilized by low-temperature plasma of hydrogen peroxide do not cause morphological changes in the surrounding tissues that could serve as a contraindication for their clinical use. These dehydrating effects that occur during heating, as well as when using an alcohol solution, can degrade the initial properties of the implants and reduce their regenerative potential.
Наиболее близким прототипом к заявляемому техническому решению является способ по пат. РФ №2268060 изготовления костного имплантата, включающий механическую обработку гидродинамической струей костной ткани и промывку заготовки из костного материала, деминерализацию заготовки в 0,7-1,1 н. растворе ортофосфорной кислоты, нейтрализацию остатков кислоты, стерилизацию и консервацию заготовки. По завершении деминерализации костных фрагментов, которая может быть полной (тотальной), частичной (поверхностной) и сегментарной (избирательной), образцы подвергаются промывке для нейтрализации кислот в течение 1,5 часов в 5% растворе питьевой соды и 1 часа в физиологическом растворе. Для консервации, последующей стерилизации и хранения используется 0,1%-ный раствор формальдегида с добавлением гентомицина из расчета 0,5 г на литр. Ортофосфорную кислоту отмывают из заготовки раствором гипохлорита натрия, троекратно погружая ее в раствор на 35 мин. В таком виде имплантат готов к использованию в пластической операции и может храниться при температуре 18-20°C до 5 лет. Недостатки стерилизации и консервации - невозможность получения 100% степени стерилизации от бактериальных, грибковых и вирусных инфекций, а также деорганифицирующее действие гипохлорита натрия.The closest prototype to the claimed technical solution is the method according to US Pat. RF №2268060 manufacturing a bone implant, including machining with a hydrodynamic jet of bone tissue and washing the workpiece from bone material, demineralization of the workpiece in 0.7-1.1 N. phosphoric acid solution, neutralization of acid residues, sterilization and preservation of the workpiece. Upon completion of the demineralization of bone fragments, which can be complete (total), partial (superficial) and segmental (selective), the samples are washed to neutralize acids for 1.5 hours in 5% solution of baking soda and 1 hour in physiological saline. For preservation, subsequent sterilization and storage, a 0.1% formaldehyde solution with the addition of gentomycin is used at a rate of 0.5 g per liter. Phosphoric acid is washed from the workpiece with sodium hypochlorite solution, immersing it three times in the solution for 35 minutes. In this form, the implant is ready for use in plastic surgery and can be stored at a temperature of 18-20 ° C for up to 5 years. The disadvantages of sterilization and preservation are the inability to obtain a 100% degree of sterilization from bacterial, fungal and viral infections, as well as the disorganizing effect of sodium hypochlorite.
Технический результат изобретения состоит в 100-% стерилизации костных имплантатов при сохранении остеоиндуктивных свойств образца, что приводит к морфологической и биопластической сохранности стерилизуемых объектов, возможности использования для массовой заготовки имплантатов из губчатой костной ткани, сокращение времени подготовки имплантатов к клиническому использованию костных образцов.The technical result of the invention consists in 100% sterilization of bone implants while maintaining the osteoinductive properties of the sample, which leads to morphological and bioplastic safety of the sterilized objects, the possibility of using mass preparation of implants from spongy bone tissue, reducing the time of preparation of implants for clinical use of bone samples.
Достижение технического результата возможно при использовании способа изготовления костного имплантата, включающего механическую обработку гидродинамической струей фрагмента костной ткани, деминерализацию заготовки в растворе неорганической кислоты, нейтрализацию остатков кислоты, промывку заготовки из костного материала, ее стерилизацию и консервацию, при этом осуществляют стерилизацию имплантата озоно-воздушной смесью с концентрацией озона 5-50 мг/м3 в течение 7-10 мин перед механической обработкой и аналогичную окончательную стерилизацию после завершения технологического процесса изготовления имплантата.The achievement of the technical result is possible by using a method for manufacturing a bone implant, including mechanical treatment of a bone tissue fragment with a hydrodynamic jet, demineralization of a workpiece in an inorganic acid solution, neutralization of acid residues, washing of a workpiece from bone material, its sterilization and preservation, while the ozone-air implant is sterilized a mixture with an ozone concentration of 5-50 mg / m 3 for 7-10 minutes before machining and a similar final degree Realization after completion of the implant manufacturing process.
Предложенные согласно заявленному изобретению усовершенствования способа изготовления костных имплантатов являются результатом обобщения экспериментальных исследований по созданию и практическому использованию трансплантатов (образцов), изготовленных с использованием вышеуказанных усовершенствований, новых по отношению к способу-прототипу действий, условий и параметров режимов их выполнения. Полученные результаты лабораторных испытаний подтверждают возможность решения поставленной в заявленном изобретении задачи.Improvements to the method of manufacturing bone implants proposed according to the claimed invention are the result of a generalization of experimental studies on the creation and practical use of grafts (samples) made using the above improvements, new in relation to the prototype method of actions, conditions and parameters of the modes of their implementation. The obtained results of laboratory tests confirm the possibility of solving the problem posed in the claimed invention.
Озон О3 - прекрасный современный дезинфектор - для этой цели может быть получен простейшим недорогим способом, например, продувкой струи атмосферного воздуха через факельный разряд электрического тока напряжением 220 В с промышленной частотой 50 Гц, т.е. без применения специальных генераторов, высокочастотных преобразователей электрического тока, кислородных обогатителей и т.д. Следует также отметить, что предложенный способ облегчает соблюдение техники безопасности за счет того, что озон О3 создают в непосредственной близости от обрабатываемого объекта и практически здесь же полностью разлагают его на О* и 
Пример 1 осуществления способа по прототипу. Example 1 of the prototype method.
Из полученного от донора фрагмента бедренной кости (кортикальная кость диафиза бедра) проводят механическую обработку гидродинамической струей, при этом получают заготовку длиной 25 см, шириной 2 см и толщиной 0,5 мм. Проводят удаление мягких тканей и миелоидно-жирового костного мозга. Затем помещают заготовку в 3%-ный раствор перекиси водорода на 1 час для удаления компонентов крови из компактного слоя. Далее заготовку помещают в 1,1 н. раствор ортофосфорной кислоты при 18-20°C. Степень деминерализации, контролируемая рентгенологическим и морфометрическим методами, составляет по окончании процесса 50%. Ортофосфорную кислоту отмывают из заготовки раствором гипохлорита натрия, троекратно погружая ее в раствор на 35 мин. Для консервации и последующей стерилизации и хранения используется 0,1%-ный раствор формальдегида с добавлением гентомицина из расчета 0,5 г на литр. На 3-4 сутки инкубации в термостате при 37°C на поверхности образцов, погруженных в бульон, появлялись пузырьки газа и помутнение. На следующие сутки помутнение распространялось равномерно по всей питательной среде. При встряхивании отмечали интенсивное газообразование. Стерилизация производилась в течении 7 суток. Обнаружено содержание анаэробных бактерий Clostridium spp. Контроль полноты удаления из костного образца костного мозга и покрывающих кость клеток осуществляли морфологически по результатам изучения структуры образцов методом сканирующей микроскопии. Срок хранения образца один месяц. После чего увеличилось содержание анаэробных бактерий Clostridium spp. на 17% от исходного содержания.From a fragment of the femur received from the donor (cortical bone of the femoral diaphysis), a hydrodynamic jet is machined to obtain a preform of 25 cm long, 2 cm wide and 0.5 mm thick. Soft tissues and myeloid-fat marrow are removed. Then place the workpiece in a 3% hydrogen peroxide solution for 1 hour to remove blood components from the compact layer. Next, the workpiece is placed in 1.1 N. phosphoric acid solution at 18-20 ° C. The degree of demineralization, controlled by x-ray and morphometric methods, is 50% at the end of the process. Phosphoric acid is washed from the workpiece with sodium hypochlorite solution, immersing it three times in the solution for 35 minutes. For preservation and subsequent sterilization and storage, a 0.1% formaldehyde solution with the addition of gentomycin is used at a rate of 0.5 g per liter. On 3-4 days of incubation in a thermostat at 37 ° C, gas bubbles and turbidity appeared on the surface of the samples immersed in the broth. The next day, turbidity spread evenly throughout the nutrient medium. With shaking, intense gas formation was noted. Sterilization was performed within 7 days. The content of anaerobic bacteria Clostridium spp was detected. The completeness of the removal of bone marrow and bone-covering cells from the bone sample was controlled morphologically according to the results of studying the structure of the samples by scanning microscopy. Shelf life of the sample is one month. After that, the content of anaerobic bacteria Clostridium spp increased. 17% of the original content.
Пример 2 осуществления заявляемого способа. Example 2 of the proposed method.
В нагнетаемом в озонатор атмосферном воздухе, который проходит через факельный электрический разряд напряжением 220 В с промышленной частотой 50 Гц, образуется озон. Далее озоно-воздушную смесь подают в камеру стерилизации, в которую помещен исходный образец из примера 1. Оптимальный рабочий диапазон концентраций озона 5-50 мг/м3. Обдув объекта производят непрерывно в течение 7-10 мин. Затем проводят механическую обработку гидродинамической струей, при этом получают заготовку длиной 25 см, шириной 2 см и толщиной 0,5 мм. Проводят удаление мягких тканей и миелоидно-жирового костного мозга. Затем помещают заготовку в 3%-ный раствор перекиси водорода на 1 час для удаления компонентов крови из компактного слоя. Далее заготовку помещают в 1,1 н. раствор ортофосфорной кислоты при 18-20°C. Степень деминерализации, контролируемая рентгенологическим и морфометрическим методами, составляет по окончании процесса 50%. Ортофосфорную кислоту отмывают из заготовки раствором гипохлорита натрия, троекратно погружая ее в раствор на 35 мин. Для консервации и последующей стерилизации и хранения образец снова обдувают струей озоно-воздушной смесью концентрацией озона 5-50 мг/м3 в течение 7-10 мин. Контроль полноты удаления из костного образца костного мозга и покрывающих кость клеток осуществляли морфологически по результатам изучения структуры образцов методом сканирующей микроскопии. В результате чего установлена полная инактивация аэробных и анаэробных бактерий. Особенно это относится к анаэробным бактериям Clostridium spp. Методом акустической микроскопии установлено, что структура и физико-механические свойства полученных деминерализованных образцов не изменилась.In the atmospheric air injected into the ozonizer, which passes through a 220 V flare electric discharge with an industrial frequency of 50 Hz, ozone is formed. Next, the ozone-air mixture is fed into the sterilization chamber, in which the original sample from example 1 is placed. The optimal operating range of ozone concentrations is 5-50 mg / m 3 . An object is blown continuously for 7-10 minutes. Then a mechanical treatment is carried out by a hydrodynamic stream, and a workpiece of 25 cm long, 2 cm wide and 0.5 mm thick is obtained. Soft tissues and myeloid-fat marrow are removed. Then place the workpiece in a 3% hydrogen peroxide solution for 1 hour to remove blood components from the compact layer. Next, the workpiece is placed in 1.1 N. phosphoric acid solution at 18-20 ° C. The degree of demineralization, controlled by x-ray and morphometric methods, is 50% at the end of the process. Phosphoric acid is washed from the workpiece with sodium hypochlorite solution, immersing it three times in the solution for 35 minutes. For preservation and subsequent sterilization and storage, the sample is again blown with a stream of ozone-air mixture with an ozone concentration of 5-50 mg / m 3 for 7-10 minutes. The completeness of the removal of bone marrow and bone-covering cells from the bone sample was controlled morphologically according to the results of studying the structure of the samples by scanning microscopy. As a result, complete inactivation of aerobic and anaerobic bacteria was established. This is especially true for anaerobic bacteria Clostridium spp. Using acoustic microscopy, it was found that the structure and physicomechanical properties of the obtained demineralized samples did not change.
Предлагаемый способ обеспечивает 100% стерилизацию костных имплантатов при сохранении остеоиндуктивных свойств образца.The proposed method provides 100% sterilization of bone implants while maintaining the osteoinductive properties of the sample.
Озоновую обработку на этапе подготовки исходного костного фрагмента проводят для обеспечения безопасности персонала, непосредственно контактирующего с исходным материалом на всех стадиях изготовления имплантата.Ozone treatment at the stage of preparation of the initial bone fragment is carried out to ensure the safety of personnel directly in contact with the source material at all stages of implant manufacturing.
Испытания подтвердили состоятельность предложенного способа по практическому использованию в медицине для стерилизации костных имплантатов.Tests confirmed the viability of the proposed method for practical use in medicine for sterilization of bone implants.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116468/14A RU2526429C1 (en) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Method of manufacturing bone implants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116468/14A RU2526429C1 (en) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Method of manufacturing bone implants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2526429C1 true RU2526429C1 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013116468/14A RU2526429C1 (en) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Method of manufacturing bone implants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526429C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2630464C1 (en) * | 2016-07-29 | 2017-09-08 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Combined method for bone implants sterilisation |
| RU2663283C1 (en) * | 2017-10-09 | 2018-08-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Дубна-Биофарм" | Method for obtaining material for bioplastic operations and material for bioplastic operations |
| RU2679121C1 (en) * | 2018-11-23 | 2019-02-06 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Method of obtaining bone implant on the basis of sterile demineralized bone matrix |
| RU2708235C1 (en) * | 2019-09-18 | 2019-12-05 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Method for producing bioimplant based on sterile de-organized bone matrix |
| RU2756246C1 (en) * | 2021-03-16 | 2021-09-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Method for obtaining bone implant based on sterile bone matrix |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2268060C1 (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-20 | Научно-исследовательский и учебно-методический центр биомедицинских технологий ВИЛАР | Method for manufacturing osseous implants |
| CA2702499A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Osteotech, Inc. | Demineralized bone matrix compositions and methods |
| RU2008138596A (en) * | 2006-03-03 | 2010-04-10 | Огенодженесис, Инк. (US) | METHOD FOR TREATING THE PATIENT'S ORAL CAVITY (OPTIONS) |
| US20120213859A1 (en) * | 2007-06-01 | 2012-08-23 | Bacterin International, Inc. | Process for demineralization of bone matrix with preservation of natural growth factors |
-
2013
- 2013-04-11 RU RU2013116468/14A patent/RU2526429C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2268060C1 (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-20 | Научно-исследовательский и учебно-методический центр биомедицинских технологий ВИЛАР | Method for manufacturing osseous implants |
| RU2008138596A (en) * | 2006-03-03 | 2010-04-10 | Огенодженесис, Инк. (US) | METHOD FOR TREATING THE PATIENT'S ORAL CAVITY (OPTIONS) |
| US20120213859A1 (en) * | 2007-06-01 | 2012-08-23 | Bacterin International, Inc. | Process for demineralization of bone matrix with preservation of natural growth factors |
| CA2702499A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Osteotech, Inc. | Demineralized bone matrix compositions and methods |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ЛЕКИШВИЛИ М.В., Технологии изготовления костного пластического материала для применения в восстановительной хирургии (экспериментальное исследование), Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. д.м.н., 2005. THAKOON THITISET et all, Development of Collagen/Demineralized Bone Powder Scaffolds and Periosteum-Derived Cells for Bone Tissue Engineering Application, Article, International Journal of Molecular Sciences, Published: 21 January 2013 * |
| ЮРАСОВА Ю.Б. и др., Экспериментальная оценка деминерализованных костных имплантов, изготовленных по технологии ЦИТО, 2010, найдено из интернет: www.rniito.org/journal/2010_1/146-149.pdf. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2630464C1 (en) * | 2016-07-29 | 2017-09-08 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Combined method for bone implants sterilisation |
| RU2663283C1 (en) * | 2017-10-09 | 2018-08-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Дубна-Биофарм" | Method for obtaining material for bioplastic operations and material for bioplastic operations |
| RU2679121C1 (en) * | 2018-11-23 | 2019-02-06 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Method of obtaining bone implant on the basis of sterile demineralized bone matrix |
| RU2708235C1 (en) * | 2019-09-18 | 2019-12-05 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Method for producing bioimplant based on sterile de-organized bone matrix |
| RU2756246C1 (en) * | 2021-03-16 | 2021-09-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) | Method for obtaining bone implant based on sterile bone matrix |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ribeiro et al. | A new era for sterilization based on supercritical CO2 technology | |
| Singh et al. | Radiation sterilization of tissue allografts: A review | |
| US5723012A (en) | Uses for a current of supercritical carbon dioxide as an antiviral agent | |
| WO1997027882A1 (en) | Method of sterilization of bone tissue | |
| RU2665962C1 (en) | Bioresorable biological matrix for substitution of bone tissue defects and method of its obtaining | |
| RU2526429C1 (en) | Method of manufacturing bone implants | |
| CA2459860A1 (en) | Allograft tissue purification process for cleaning bone | |
| JPH09508040A (en) | Preparation of bone for transplant | |
| WO2005000364A2 (en) | Sterilization methods and apparatus which employ additive-containing supercritical carbon dioxide sterilant | |
| Cooper et al. | Contaminated patellar tendon grafts: incidence of positive cultures and efficacy of an antibiotic solution soak—an in vitro study | |
| Moore et al. | Allograft tissue safety and technology | |
| JPH03170156A (en) | Aseptic treatment of allograft bone and tissue | |
| Angermann et al. | Procurement, banking and decontamination of bone and collagenous tissue allografts: guidelines for infection control | |
| Kaku et al. | Influence of aeration, storage, and rinsing conditions on residual ethylene oxide in freeze-dried bone allograft | |
| RU2630464C1 (en) | Combined method for bone implants sterilisation | |
| Girinath et al. | The Effects of Antibiotics and Storage on the Viability and Ultrastructure of Fibroblasts in Canine Heart Valves Prepared for Grafting 1 | |
| RU2756246C1 (en) | Method for obtaining bone implant based on sterile bone matrix | |
| RU2172104C1 (en) | Method of manufacturing implants from spongy bone tissue | |
| RU2715238C1 (en) | Method of producing allogenic bone-replacement material | |
| WO2019168428A1 (en) | Method for cleaning a bone matrix and a skin matrix using supercritical fluid | |
| US20180264148A1 (en) | Tissue allograft sterilization method | |
| Hasirci et al. | Sterilization of biomaterials | |
| Singh et al. | Gamma irradiated bone allografts processed from femoral heads | |
| Loeffler et al. | Systematic enhancement of microbial decontamination efficiency in bone graft processing by means of high hydrostatic pressure using Escherichia coli as a model organism | |
| RU2774579C1 (en) | Method for sterilizing acellular matrixes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210412 |