Оценка эффективности стерилизации аллогенных трансплантатов сухожилий сверхкритическим диоксидом углерода

Актуальность. Структурно-функциональные особенности ткани сухожилия человека создают определённые сложности при выборе адекватного способа консервирования трансплантатов на основе сухожилий. В процессе консервации необходимо сохранить механические и функциональные параметры сухожилий, а также обеспечить стерильность и биологическую безопасность трансплантата. Перспективными представляются методики, которые совмещают консервирование сухожилий при низких температурах и стерилизацию сверхкритическим диоксидом углерода.

Цель работы: определить оптимальные режимы стерилизации аллогенных трансплантатов сухожилий сверхкритическим диоксидом углерода.

Материалы и методы. В работе исследовали образцы аллогенных сухожилий, заготовленных от доноров тканей с соблюдением правил асептики и антисептики. После карантинизации и подтверждения отсутствия гемотрансмиссивных инфекций трансплантаты сухожилий разделили на три группы: в контрольной группе сухожилия не подвергали процедурам криоконсервирования и стерилизации, в двух опытных группах сухожилия обрабатывали криконсервантом - 10 % раствором диметилсульфоксида (ДМСО) и стерилизовали сверхкритическим диоксидом углерода с медленным сбросом газа (2-я группа) или с быстрым сбросом газа (3-я группа), продолжительность стерилизации в обеих группах варьировала от 1 до 12 часов. Токсичность трансплантатов оценивали в культуре мезенхимальных мультипотентных стромальных клеток человека (ММСК) на 3 и 7 сутки. Стерильность трансплантатов подтверждали на 7 и 14 сутки путём бактериологического посева на тиогликолевую среду и бульон Сабуро. Механические испытания проводили на машине LLOYD Instruments LR5K Plus со скоростью растяжения 5 мм/мин.

Результаты. Гистологический анализ показал, что в группе с медленной декомпрессией коллагеновые волокна сохраняли свою целостность и топографию и содержали лишь локальные незначительные разрывы, при всех сроках обработки трансплантаты сухожилий были стерильными и нетоксичными. Напротив, в группе с быстрой декомпрессией отмечалось выраженное повреждение коллагеновых волокон, наблюдался рост бактериальной и грибковой флоры при посеве. Для оценки механических характеристик использовали трансплантаты контрольной группы и группы, где стерилизацию сверхкритическим диоксидом углерода проводили с медленным сбросом газа в течение 1-12 часов. В консервированных сухожилиях жёсткость и предельное напряжение достоверно не отличались от аналогичных значений в контроле (р > 0,05), напротив, уровень предельной деформации во всех экспериментальных образцах был достоверно снижен в 1,5-2,1 раза по сравнению с контролем. Модуль Юнга и нагрузка при разрыве в контроле и при стерилизации сухожилий в течение 1 часа имели сходные значения, тогда как при стерилизации от 3 до 12 часов эти параметры были в 1,4-2,1 раза снижены по сравнению с исходными сухожилиями (р < 0,05).

Выводы. Предложенная методика консервирования сухожилий с использованием ДМСО и стерилизации сверхкритическим диоксидом углерода позволяет получить стерильные и нетоксичные трансплантаты. Структура клеток и волокон консервированных сухожилий не претерпевает значительных нарушений. Для стерилизации сверхкритическим диоксидом углерода трансплантатов сухожилий наиболее оптимальное время обработки составляет 1 час.