Preview

Вестник трансплантологии и искусственных органов

Расширенный поиск

Оценка биосовместимости и антимикробных свойств биодеградируемых сосудистых протезов различного полимерного состава с атромбогенным и противомикробным лекарственным покрытием

https://doi.org/10.15825/1995-1191-2021-2-122-136

Полный текст:

Аннотация

Создание сосудистых протезов с атромбогенным и противомикробным покрытием является очень актуальным направлением.

Цель. Оценить биосовместимость и антимикробные свойства биодеградируемых сосудистых протезов различного полимерного состава с атромбогенным и противомикробным лекарственным покрытием.

Материалы и методы. Модифицирование поверхности биодеградируемых сосудистых протезов проведено через комплексообразование с поливинилпирролидоном, который был полимеризован с поверхностью полимерных каркасов посредством ионизирующего излучения в 10 и 15 кГр. Оценены физико-механические свойства и гемосовместимость. Проведены бактериологические исследования с использованием тест-штаммов грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов: Klebsiella pneumoniae spp. ozaena № 5055, Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus АTCC 25923, Proteus mirabillis ATCC3177, Pseudomonas aeruginosa ATCC27853.

Результаты. Отмечено отсутствие влияния модифицирующих манипуляций с участием ионизирующего излучения на физико-механические характеристики биодеградируемых протезов. Сосудистые протезы с атромбогенным и противомикробным покрытием проявляли атромбогенные свойства при контакте с кровью, в 5–7 раз снижая агрегацию тромбоцитов (p < 0,05). Также на поверхности матриксов с лекарственным покрытием выявлено снижение адгезии и индекса деформации тромбоцитов (для протезов на основе PCL последний уменьшился в 1,9 раза относительно немодифицированных аналогов (p < 0,05), на основе PHBV/PCL – в 1,3 раза относительно немодифицированных аналогов и в 1,5 раза относительно матриксов с поливинилпирролидоном (p < 0,05). При проведении бактериологических исследований обнаружено местное ингибирующее действие в месте наложения на агар матриксов с катионным амфифилом. Зон задержки роста не выявлено. Полимерный состав матриксов и использованная доза ионизирующего излучения не привели к разнице в бактериостатических свойствах матриксов с амфифилом.

Заключение. Проведение полного цикла модифицирования поверхности полимерных биодеградируемых протезов на основе как PCL, так и композиции РHBV/PCL, привело к значимому повышению атромбогенных и противомикробных свойств протезов и не ухудшило физико-механические и биосовместимые свойства разрабатываемых конструкций.

Об авторах

Л. В. Антонова
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Антонова Лариса Валерьевна, доктор медицинских наук, заведующая лабораторией клеточных технологий

650002, Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6

 

 



Е. О. Кривкина
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Кривкина Евгения Олеговна, младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий

Кемерово



В. Н. Сильников
ФГБУН «Институт химической биологии и фундаментальной медицины» СО РАН
Россия

Сильников Владимир Николаевич, доктор химических наук, заведующий лабораторией органического синтеза

Новосибирск



О. В. Груздева
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Груздева Ольга Викторовна, доктор медицинских наук, заведующая лабораторией гомеостаза

Кемерово



М. А. Резвова
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Резвова Мария Александровна, младший научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов

Кемерово



Т. Н. Акентьева
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Акентьева Татьяна Николаевна, младший научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов

Кемерово



Т. В. Глушкова
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Глушкова Татьяна Владимировна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов

Кемерово



В. О. Ткаченко
ФГБУН «Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера» СО РАН
Россия

Ткаченко Вадим Олегович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории промышленных ускорителей

Новосибирск



В. М. Сахарова
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Сахарова Вера Михайловна, врач-бактериолог клинико-диагностической лаборатории

Кемерово



Л. С. Барбараш
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Барбараш Леонид Семенович, академик РАН, профессор, главный научный сотрудник

Кемерово



Список литературы

1. Taggart DP. Current status of arterial grafts for coronary artery bypass grafting. Ann. Cardiothorac Surg. 2013; 2 (4): 427–430. doi: 10.3978/j.issn.2225-319X.2013.07.21. PMID: 23977618.

2. Altun G, Pulathan Z, Hemsinli D. Obturator bypass in the treatment of prosthetic graft infection: Classic but still effective. Turk Gogus Kalp Damar Cerrahisi Derg. 2018; 26 (3): 480–483. doi: 1010.5606/tgkdc.dergisi.2018.15744. PMID: 32082784.

3. Gentili A, Di Pumpo M, La Milia DI, Vallone D, Vangi G, Corbo MI et al. A Six-Year Point Prevalence Survey of Healthcare-Associated Infections in an Italian Teaching Acute Care Hospital. Int J Environ Res Public Health. 2020; 17 (21): 7724. doi: 10.3390/ijerph17217724. PMID: 33105772.

4. Welborn MB, Valentine RJ. Vascular infection. In Vascular Medicine; 2006. p. 859–879. Elsevier Inc. doi: 10.1016/B978-0-7216-0284-4.50067-1.

5. Sousa JV, Antunes L, Mendes C, Marinho A, Gonçalves A, Gonçalves Ó et al. Prosthetic vascular graft infections: a center experience. Angiologia e Cirurgia Vascular. 2014; 10 (2): 52–57. doi.org/10.1016/S1646-706X(14)70050-3.

6. Aslam S, Darouiche RO. Role of antibiofilm-antimicrobial agents in controlling device-related infections. Int J Artif Organs. 2011; 34 (9): 752–758. doi: 10.5301/ijao.5000024. PMID: 22094553.

7. Geipel U. Pathogenic organisms in hip joint infections. Int J Med Sci. 2009; 6 (5): 234–240. doi: 10.7150/ijms.6.234. PMID: 19834588.

8. Staneviciute E, Na’amnih W, Kavaliauskas P, Prakapaite R, Ridziauskas M, Kevlicius L et al. New in vitro model evaluating antiseptics’ efficacy in biofilm-associated Staphylococcus aureus prosthetic vascular graft infection. J Med Microbiol. 2019; 68 (3): 432–439. doi: 10.1099/jmm.0.000939. PMID: 30735113.

9. Zhao G, Hochwalt PC, Usui ML, Underwood RA, Singh PK, James GA et al. Delayed wound healing in diabetic (db/db) mice with Pseudomonas aeruginosa biofilm challenge: a model for the study of chronic wounds. Wound Repair Regen. 2010; 18 (5): 467–477. doi: 10.1111/j.1524-475X.2010.00608.x. PMID: 20731798.

10. Ng VW, Chan JM, Sardon H, Ono RJ, García JM, Yang YY et al. Antimicrobial hydrogels: a new weapon in the arsenal against multidrug-resistant infections. Adv Drug Deliv Rev. 2014; 78: 46–62. doi: 10.1016/j.addr.2014.10.028. PMID: 25450263.

11. Ghosh C, Haldar J. Membrane-Active Small Molecules: Designs Inspired by Antimicrobial Peptides. Chem Med Chem. 2015; 10 (10): 1606–1624. doi: 10.1002/cmdc.201500299. PMID: 26386345.

12. Molchanova N, Hansen PR, Franzyk H. Advances in Development of Antimicrobial Peptidomimetics as Potential Drugs. Molecules. 2017; 22 (9): 1430. doi: 10.3390/molecules22091430. PMID: 28850098.

13. Ghosh C, Haldar J. Membrane-Active Small Molecules: Designs Inspired by Antimicrobial Peptides. ChemMedChem. 2015; 10 (10): 1606–1624. doi: 10.1002/cmdc.201500299. PMID: 26386345.

14. Антонова ЛВ, Севостьянова ВВ, Резвова МА и др. Технология изготовления функционально активных биодеградируемых сосудистых протезов малого диаметра с лекарственным покрытием: пат. 2702239. Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний» (НИИ КПССЗ) (RU); № 2019119912; заявл. 25.06.2019; опубл. 07.10.2019, Бюл. № 28.

15. Fedorova AA, Azzami K, Ryabchikova EI, Spitsyna YE, Silnikov VN, Ritter W et al. Inactivation of a non-enveloped RNA virus by artificial ribonucleases: honey bees and acute bee paralysis virus as a new experimental model for in vivo antiviral activity assessment. Antiviral Res. 2011; 91 (3): 267–277. doi: 10.1016/j.antiviral.2011.06.011. PMID: 21722669.

16. Yarinich LA, Burakova EA, Zakharov BA, Boldyreva EV, Babkina IN, Tikunova NV et al. Synthesis and structureactivity relationship of novel 1,4-diazabicyclo[2.2.2] octane derivatives as potent antimicrobial agents. Eur J Med Chem. 2015; 95: 563–573. doi: 10.1016/j.ejmech.2015.03.033. PMID: 25867737.

17. Burakova EA, Saranina IV, Tikunova NV, Nazarkinaa ZK, Laktionova PP, Karpinskaya LA et al. Biological evaluation of tetracationic compounds based on two 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane moieties connected by different linkers. Bioorg Med Chem. 2016; 24 (22): 6012–6020. doi: 10.1016/j.bmc.2016.09.064. PMID: 27720324.

18. Ye X, Wang Z, Zhang X, Zhou M, Cai L. Hemocompatibility research on the micro-structure surface of a bionic heart valve. Biomed Mater Eng. 2014; 24 (6): 2361– 2369. doi: 10.3233/BME-141049. PMID: 25226936.

19. Shen X, Su F, Dong J, Fan Z, Duan Y, Li S. In vitro biocompatibility evaluation of bioresorbable copolymers prepared from L-lactide, 1, 3-trimethylene carbonate, and glycolide for cardiovascular applications. J Biomater Sci Polym Ed. 2015; 26 (8): 497–514. doi: 10.1080/09205063.2015.1030992. PMID: 25783945.

20. Jung F, Braune S, Lendlein A. Haemocompatibility testing of biomaterials using human platelets. Clin Hemorheol Microcirc. 2013; 53 (1–2): 97–115. doi: 10.3233/CH-2012-1579. PMID: 22954639.

21. Bai J, Dai J, Li G. Electrospun composites of PHBV/ pearl powder for bone repairing. Progress in Natural Science: Materials International. 2015; 25 (4): 327–333. doi: 10.1016/j.pnsc.2015.07.004.

22. Lyu JS, Lee JS, Han J. Development of a biodegradable polycaprolactone film incorporated with an antimicrobial agent via an extrusion process. Sci Rep. 2019; 9 (1): 20236. doi: 10.1038/s41598-019-56757-5. PMID: 31882928.

23. Mireles LK, Wu MR, Saadeh N, Yahia H, Sacher E. Physicochemical Characterization of Polyvinyl Pyrrolidone: A Tale of Two Polyvinyl Pyrrolidones. ACS Omega. 2020; 5 (47): 30461–30467. doi: 10.1021/acsomega.0c04010. PMID: 33283094.

24. Källrot M, Edlund U, Albertsson AC. Surface functionalization of degradable polymers by covalent grafting. Biomaterials. 2006; 27 (9): 1788–1796. doi: 10.1016/j.biomaterials.2005.10.010. PMID: 16257444.


Дополнительные файлы

Для цитирования:


Антонова Л.В., Кривкина Е.О., Сильников В.Н., Груздева О.В., Резвова М.А., Акентьева Т.Н., Глушкова Т.В., Ткаченко В.О., Сахарова В.М., Барбараш Л.С. Оценка биосовместимости и антимикробных свойств биодеградируемых сосудистых протезов различного полимерного состава с атромбогенным и противомикробным лекарственным покрытием. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2021;23(2):122-136. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2021-2-122-136

For citation:


Antonova L.V., Krivkina E.O., Silnikov V.N., Gruzdeva O.V., Rezvova M.A., Akentieva T.N., Glushkova T.V., Tkachenko V.O., Sakharova V.M., Barbarash L.S. Evaluation of the biocompatibility and antimicrobial properties of biodegradable vascular grafts of various polymer composition with atrombogenic and antimicrobial drug coating. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2021;23(2):122-136. (In Russ.) https://doi.org/10.15825/1995-1191-2021-2-122-136

Просмотров: 81


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1995-1191 (Print)
ISSN 2412-6160 (Online)