RU2367476C1 - Bioplastic material - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: bioplastic material includes matrix base of fibrous structure which is a native form of hyaluronic acid and forms a flexible plate. The bioplastic material contains antimicrobial substances.

EFFECT: higher efficiency of wound healing.

2 cl, 1 tbl, 7 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к комбустиологии, пластической хирургии, косметологии, и может найти применение в качестве биоматериала для замещения дефектов покровных тканей и стимуляции регенерации.The invention relates to medicine, namely to combustiology, plastic surgery, cosmetology, and may find application as a biomaterial for replacing defects in integumentary tissues and stimulating regeneration.

В последнее время на основе полученных новых данных изучения механизмов регенерации тканей и органов с целью восстановления утраченных функций интенсивно развивается тканевая инженерия и регенеративная медицина. Целью данного направления является создание органов и тканей de novo, которое достигается благодаря трансплантации клеток на матрицах-носителях.Recently, based on new data obtained by studying the mechanisms of tissue and organ regeneration in order to restore lost functions, tissue engineering and regenerative medicine are developing intensively. The aim of this direction is the creation of de novo organs and tissues, which is achieved through transplantation of cells on carrier matrices.

Матрица-носитель или матрикс - это синтетический или биологический комплекс, обеспечивающий механическую прочность конструкции, ее пространственную 3-D ориентацию. Основными критериями биологически совместимой матрицы для создания тканеинженерной конструкции должны быть: отсутствие цитотоксичности, поддержание адгезии, фиксации, пролиферации и дифференцировки помещенных на ее поверхность клеток, отсутствие воспалительной реакции на материал и иммунного ответа, достаточная механическая прочность в соответствии с назначением, биорезорбируемость обычными метаболическими путями.A carrier matrix or matrix is a synthetic or biological complex that provides mechanical strength to a structure and its spatial 3-D orientation. The main criteria for a biocompatible matrix to create a tissue engineering construct should be: the absence of cytotoxicity, the maintenance of adhesion, fixation, proliferation and differentiation of cells placed on its surface, the absence of an inflammatory reaction to the material and an immune response, sufficient mechanical strength in accordance with the purpose, bioresorbability by the usual metabolic pathways .

Известна OrCel - matrix, производимая Ortec International Inc (Livesey S., Atkinson Y. Call Т., et al. An acellular dermal transplant processed from human allograft skin retains normal extracellular matrix components and ultrastructural characteristics. // 19^th Annual Meeting of American Association of Tissue Banks, San Francisco. - CA. - August 20-24. - 2004). В данном пластическом материале коллагеновые волокна ориентированы в губчатом порядке, в ячейках которых располагаются клеточные элементы. Такая архитектоника в виде "губки" обеспечивает благоприятную окружающую среду для перемещения трансплантированных и собственных клеток реципиента.Known OrCel - matrix, manufactured by Ortec International Inc (Livesey S., Atkinson Y. Call T., et al. An acellular dermal transplant processed from human allograft skin retains normal extracellular matrix components and ultrastructural characteristics. // 19 ^th Annual Meeting of American Association of Tissue Banks, San Francisco. - CA. - August 20-24. - 2004). In this plastic material, collagen fibers are oriented in a spongy order, in the cells of which cellular elements are located. Such a sponge-shaped architectonics provides a favorable environment for the movement of transplanted and recipient's own cells.

Известен Apligraf (Grafskin) - это пластический биоматериал, созданный компанией Organogenesis (США), по структуре аналогичен с OrCel - matrix, но в отличие от него дополнительно содержит матричные белки и цитокины (Tajima K. Regeneration through nerve allografts in cynomologus monkey (Macaca fascicularis). // J. Bone Joint Surgery. - 1991. - P.172).Known Apligraf (Grafskin) is a plastic biomaterial created by Organogenesis (USA), similar in structure to OrCel - matrix, but in contrast to it additionally contains matrix proteins and cytokines (Tajima K. Regeneration through nerve allografts in cynomologus monkey (Macaca fascicularis ). // J. Bone Joint Surgery. - 1991. - P.172).

Однако вышеуказанные материалы малодоступны: требуют особые условия применения и отличаются высокой ценой даже для европейского уровня платежеспособности. Кроме того, в основе этих материалов имеются химически модифицированные элементы, что снижает клиническую эффективность.However, the above materials are inaccessible: they require special conditions of use and are distinguished by a high price, even for a European level of solvency. In addition, these materials are based on chemically modified elements, which reduces clinical efficacy.

Известен пластический материал Integra компании Integra LifeSciencesHoldings Corporation (Kuzuya M., Satake S., Miura H., et al. Inhibition of endothelial cell differentiation on glycosylated reconstituted basement membrane complex. // J Experimental Cell Research. - 2006. - №226. - Р.336-345). Integra состоит из двух слоев: внутренний, прилегающий к ране построен из коллагенового матрикса и покрыт слоем хондроитин-6-сульфата. Можно сказать, внутренний слой является примитивным подобием базальной мембраны, которая также состоит из коллагеновых волокон, покрытых протеогликанами. Внешняя сторона Integra изготовлена из синтетического полисилоксанового полимера.The known plastic material Integra company Integra LifeSciences Holdings Corporation (Kuzuya M., Satake S., Miura H., et al. Inhibition of endothelial cell differentiation on glycosylated reconstituted basement membrane complex. // J Experimental Cell Research. - 2006. - No. 226. - R.336-345). Integra consists of two layers: the inner adjacent to the wound is constructed of a collagen matrix and coated with a layer of chondroitin-6-sulfate. We can say that the inner layer is a primitive similarity to the basement membrane, which also consists of collagen fibers coated with proteoglycans. The outside of the Integra is made of synthetic polysiloxane polymer.

Наличие в материале коллагена обеспечивает формирование фибриллярных структур (микроволокон, подобных базальной мембране). Коллагеновые фибриллы имеют пространственную 3-D ориентацию. Данная фиброархитектоника является оптимальной для замещения и регенерации подлежащих тканей.The presence of collagen in the material ensures the formation of fibrillar structures (microfibers similar to the basement membrane). Collagen fibrils have a spatial 3-D orientation. This fibroarchitectonics is optimal for the replacement and regeneration of underlying tissues.

Недостатком пластического материала Integra является наличие в материале коллагена, что приводит к сенсибилизации иммунокомпетентных клеток организма (формирование аллергической настроенности), в результате чего снижается его клиническая эффективность. Коллагеновая матрица не метаболизируется в ране (не рассасывается по мере заживления), что в свою очередь требует перевязок. При обширных ожогах каждая перевязка - это мощный стрессовый фактор, вызывающий болевой синдром и требующий применение аналгетиков.The disadvantage of the plastic material Integra is the presence of collagen in the material, which leads to sensitization of immunocompetent cells of the body (the formation of an allergic mood), as a result of which its clinical effectiveness is reduced. The collagen matrix is not metabolized in the wound (does not dissolve as it heals), which in turn requires dressings. With extensive burns, each dressing is a powerful stress factor that causes pain and requires the use of analgesics.

Техническим результатом заявляемого биопластического материала «Hyamatrix» является повышение эффективности заживления ран.The technical result of the inventive bioplastic material "Hyamatrix" is to increase the efficiency of wound healing.

Указанный технический результат достигается тем, что в биопластическом материале «Hyamatrix», включающем основу в виде матрицы, в качестве материала матрицы используют нативную форму гиалуроновой кислоты, имеющей волокнистое строение и формирующей эластичную пластину, а также тем, что биопластический материал содержит противомикробные вещества.The specified technical result is achieved by the fact that in the Hyamatrix bioplastic material, which includes the matrix base, the native form of hyaluronic acid having a fibrous structure and forming an elastic plate is used as the matrix material, as well as the fact that the bioplastic material contains antimicrobial substances.

На фиг.1 показан внешний вид биопластического материала «Hyamatrix» и его эластичность, на фиг.2 - структура биопластического материала «Hyamatrix». На фиг.3 показана нативная (естественная) форма гиалуроновой кислоты, которая является вязким гелеобразным веществом и не способна образовывать механически прочную матрицу. На фиг.4 - гистологический срез биоматериала, окраска - по методу Ван Гизона, увеличение - окуляр ×10, объектив ×40. На фиг.5 - гистологический срез биоматериала (по методу Волкова О.В., Елецкий Ю.К., 1982; Левчик Е.Ю., Абоянц Р.К., Истранов Л.П., Кернесюк Н.Л., Климушев В.Н., 2002), окраска - ШИК-реакция с предварительной обработкой срезов амилазой слюны, увеличение - окуляр ×10, объектив ×40.In Fig.1 shows the appearance of the bioplastic material "Hyamatrix" and its elasticity, Fig.2 - the structure of the bioplastic material "Hyamatrix". Figure 3 shows the native (natural) form of hyaluronic acid, which is a viscous gel-like substance and is not able to form a mechanically strong matrix. Figure 4 - histological section of the biomaterial, color - according to the method of Van Gieson, magnification - eyepiece × 10, lens × 40. Figure 5 is a histological section of the biomaterial (according to the method of Volkov O.V., Yeletsky Yu.K., 1982; Levchik E.Yu., Aboyants R.K., Istranov L.P., Kernesyuk N.L., Klimushev V.N., 2002), color - SIC reaction with preliminary processing of sections of saliva amylase, magnification - eyepiece × 10, lens × 40.

До настоящего времени полноценную полимеризацию гиалуроновой кислоты удавалось проводить лишь с использованием дополнительного реагента, что приводило к ее химической модификации. Данное обстоятельство является неблагоприятным, так как приводит к сенсибилизации иммунокомпетентных клеток организма.Until now, the full polymerization of hyaluronic acid has been possible only with the use of an additional reagent, which led to its chemical modification. This circumstance is unfavorable, as it leads to sensitization of immunocompetent cells of the body.

Для достижения полноценной полимеризации с образованием оптимальной матрицы нами применялся нанотехнологический подход, который позволяет воздействовать на пространственную ориентацию молекул гиалуроновой кислоты.To achieve complete polymerization with the formation of an optimal matrix, we used the nanotechnological approach, which allows us to influence the spatial orientation of hyaluronic acid molecules.

Технология получения биопластического материала «Hyamatrix» следующая.The technology for producing the Hyamatrix bioplastic material is as follows.

В качестве сырья используют гиалуроновая кислота любого происхождения и производителя. Готовят 0,1% раствор гиалуроновой кислоты при комнатной температуре, полученную вязкую гелеобразную массу пропускают через контур высокого давления, имеющий лабиринтное строение и направленную полярность. На выходе получают микросферы (100 мкм в диаметре), которые, соединяясь между собой, полимеризуются и образуют пластинки заданной площади. Полученные эластичные пластинки являются новым биопластическим материалом «Hyamatrix».As raw materials use hyaluronic acid of any origin and manufacturer. Prepare a 0.1% solution of hyaluronic acid at room temperature, the resulting viscous gel-like mass is passed through a high pressure circuit having a labyrinth structure and directional polarity. At the output, microspheres (100 μm in diameter) are obtained, which, when connected together, polymerize and form plates of a given area. The resulting elastic plates are the new Hyamatrix bioplastic material.

С целью увеличения клинической эффективности биопластического материала на этапе формирования микросфер возможно смешивание их с любым противомикробным веществом без потерь биологических свойств последних. При этом не возникает химической реакции вследствие высокой индифферентности гиалуроновых микросфер. Например, введение 1% раствора диоксидина позволяет применять биопластический материал в инфицированной (гнойной) ране, обеспечивая при этом ее очищение и ускоренное заживление порядка в два раза, что подтверждено экспериментальными данными.In order to increase the clinical effectiveness of bioplastic material at the stage of formation of microspheres, it is possible to mix them with any antimicrobial substance without loss of biological properties of the latter. In this case, a chemical reaction does not occur due to the high indifference of hyaluronic microspheres. For example, the introduction of a 1% solution of dioxidine allows the use of bioplastic material in an infected (purulent) wound, while ensuring its cleansing and accelerated healing of the order of two, which is confirmed by experimental data.

С помощью экспериментальной мирингопластики выяснили, является ли биоматериал «Hyamatrix» "каркасом" для формирования неотимпанальной мембраны или он играет роль субстратного стимулятора эффективной регенерации тканей барабанной перепонки с закрытием ее дефекта.Using experimental myringoplasty, it was found out whether the Hyamatrix biomaterial is a “skeleton” for the formation of a non-tympanic membrane or whether it plays the role of a substrate stimulator of effective tissue regeneration of the tympanic membrane with the closure of its defect.

Мирингопластику в эксперименте на 13 беспородных собаках (контрольная группа - 3, опытная - 10 животных) проводили под внутриплевральным тиопентал-натриевым наркозом в дозе 0,05 г сухого вещества на 1 кг массы тела животного. Разрезом по нижнепереднему углу наружного слухового прохода длиной 4-5 см разрезали кожу и подлежащие мягкие ткани, включая хрящ, до костной части наружного слухового прохода. Благодаря чему наружный слуховой проход становился "выпрямленным" и его просвет увеличивался. После этого легко вводилась широкая ушная раковина, и барабанная перепонка становилась полностью обозримой. Дальнейшие манипуляции производились под операционным микроскопом. Парацентезной иглой осуществлялась субтотальная перфорация барабанной перепонки. В опытной группе на возникший дефект с перекрытием краев с латеральной стороны остатков барабанной перепонки укладывался разработанный биопластический материал, а в контрольной группе дефект оставляли неприкрытым.In the experiment, 13 meringoplasty was performed on 13 outbred dogs (control group 3, experimental 10 animals) under intrapleural thiopental sodium anesthesia at a dose of 0.05 g dry matter per 1 kg of animal body weight. A cut along the lower front corner of the external auditory meatus 4-5 cm long cut the skin and underlying soft tissues, including cartilage, to the bony part of the external auditory meatus. Thanks to what the external auditory meatus became “straightened” and its lumen increased. After that, the wide auricle was easily inserted, and the eardrum became completely visible. Further manipulations were performed under an operating microscope. With a paracentesis needle, subtotal perforation of the tympanic membrane was carried out. In the experimental group, the developed bioplastic material fit the defect that occurred with overlapping edges on the lateral side of the remains of the eardrum, and in the control group the defect was left uncovered.

На 7, 14 и 28-ые сутки послеоперационного периода (после удаления тампона из уха) проводилась прижизненная отоскопия и отомикроскопия по следующей схеме: 7-е сутки - у одного животного контрольной и у трех животных опытной группы; 14-е сутки - аналогично; 28-е сутки - у одной собаки контрольной и у четырех собак опытной группы. Причем на 14 и 28-е сутки осматривались также ранее оперированные животные.On the 7th, 14th and 28th day of the postoperative period (after removal of the tampon from the ear), intravital otoscopy and otomicroscopy were performed according to the following scheme: 7th day - in one animal of the control and in three animals of the experimental group; 14th day - similarly; 28th day - in one dog of the control and in four dogs of the experimental group. Moreover, on the 14th and 28th days, previously operated animals were also examined.

Опыты в контрольной группе проводились следующим образом. Беспородная собака черной масти, весом 8 кг. Оперирована 10 мая 2002 года под тиопентал-натриевым наркозом на правом ухе. Диаметр перфорации барабанной перепонки - 5 мм. Послеоперационный период протекал без осложнений. Проводилась прижизненная отоскопия и отомикроскопия. При этом было отмечено, что первоначальный диаметр перфорации барабанной перепонки (5 мм) сохранялся на 7-е и 14-е сутки, на 28-е сутки он уменьшился до 2,5 мм.The experiments in the control group were carried out as follows. Mongrel dog of black color, weighing 8 kg. Operated on May 10, 2002 under thiopental sodium anesthesia on the right ear. The diameter of the perforation of the tympanic membrane is 5 mm. The postoperative period was uneventful. Intravital otoscopy and otomicroscopy were performed. It was noted that the initial diameter of the perforation of the tympanic membrane (5 mm) remained on the 7th and 14th day, on the 28th day it decreased to 2.5 mm.

В опытной группе исследования проводились так. Беспородная собака желтой масти, весом 7 кг. Оперирована 10 мая 2002 года под тиопентал-натриевым нарокозом на правом ухе. Диаметр перфорации барабанной перепонки - 5 мм. Послеоперационный период протекал без осложнений. Проводилась прижизненная отоскопия и отомикроскопия. На 7-е сутки. После снятия швов с ушной раковины и извлечения ушных турунд уложенный биоматериал не сместился, находится в прежнем положении и закрывает перфорацию; его внешний вид и структура сохранены, Биоматериал адгезирован к остаткам барабанной перепонки, его краевые контуры четко различимы. Его можно сдвинуть зондом Воячека, приложив для этого небольшие усилия, под ним сохраняется перфорация барабанной перепонки, ее диаметр составил 3,5-3,6 мм.In the experimental group, studies were conducted as follows. Outbred dog of yellow color, weighing 7 kg. Operated on May 10, 2002 under thiopental sodium narcosis on the right ear. The diameter of the perforation of the tympanic membrane is 5 mm. The postoperative period was uneventful. Intravital otoscopy and otomicroscopy were performed. On the 7th day. After removing the sutures from the auricle and removing the ear turundas, the laid biomaterial has not shifted, is in the same position and closes the perforation; its appearance and structure are preserved, the biomaterial is adhered to the remains of the eardrum, its edge contours are clearly distinguishable. It can be moved with a Voyachek probe, with little effort, the perforation of the tympanic membrane is preserved under it, its diameter is 3.5-3.6 mm.

Таким образом, на 7-е сутки наблюдения трансплантат не подвергался биодеградации и сохранял свою прежнюю структуру, он проявлял адгезионные качества к подлежащим тканям остатков барабанной перепонки. Диаметр перфорации под пластическим материалом уменьшился с 5 мм до 3,5 мм, тогда как в контрольной группе его размеры оставались прежними.Thus, on the 7th day of observation, the transplant did not undergo biodegradation and retained its previous structure; it showed adhesive qualities to the underlying tissues of the remnants of the eardrum. The diameter of the perforation under the plastic material decreased from 5 mm to 3.5 mm, while in the control group its dimensions remained the same.

Суправитальная отоскопия и отомикроскопия контрольной и опытной групп на 14-е сутки наблюдения. В контрольной группе собак отмечалось сохранение перфорации барабанной перепонки прежнего размера диаметра; края перфорации были слегка отечны, инфильтрированы. Послеоперационная рана в области экспериментальной перфорации была сухой без воспалительного экссудата.Supravital otoscopy and otomicroscopy of the control and experimental groups on the 14th day of observation. In the control group of dogs, perforation of the tympanic membrane of the previous diameter was observed; the perforation edges were slightly swollen, infiltrated. The postoperative wound in the area of experimental perforation was dry without inflammatory exudate.

В опытной группе наблюдалось следующее: биоматериал находился на прежнем месте; адгезия пластического материала к подлежащим тканям усилилась, теперь для его смещения с помощью зонда Воячека требовалось приложить большее усилие. Внешне биопластический материал стал непрозрачным, контуры биоматериала были четкими без признаков расплавления. После смещения трансплантата зондом Воячека отмечалась перфорация барабанной перепонки с диаметром 2 мм.The following was observed in the experimental group: the biomaterial was in the same place; the adhesion of the plastic material to the underlying tissues increased, now it was necessary to apply more force to displace it using the Voyachek probe. Externally, the bioplastic material became opaque, the contours of the biomaterial were clear without signs of melting. After the graft was displaced by the Voyachek probe, perforation of the tympanic membrane with a diameter of 2 mm was noted.

Таким образом, на 14-е сутки после экспериментальной мирингопластики биоматериал не подвергался биодеградации и сохранял свои прежние размеры; изменение цвета материала связано с увеличением удельной доли коллоидного состояния его структурных компонентов, своего рода мацерацией биополимера. Это обстоятельство обуславливает повышение адгезии пластического материала к подлежащим тканям и облегченную диффузию биологически активных веществ, находящихся в структуре материала, которые, по-видимому, влияют на сокращения диаметра перфорации барабанной перепонки. К этому сроку произошло восстановление 60% площади неотимпанальной мембраны, тогда как в контрольной группе размеры дефекта барабанной перепонки оставались прежними.Thus, on the 14th day after the experimental myringoplasty, the biomaterial did not undergo biodegradation and retained its former size; the color change of the material is associated with an increase in the specific fraction of the colloidal state of its structural components, a kind of maceration of the biopolymer. This circumstance leads to increased adhesion of the plastic material to the underlying tissues and facilitated diffusion of biologically active substances in the structure of the material, which, apparently, affect the reduction of the diameter of the perforation of the tympanic membrane. By this time, 60% of the area of the non-tympanic membrane was restored, while in the control group the dimensions of the eardrum defect remained the same.

Суправитальная отоскопия и отомикроскопия контрольной и опытной групп на 28-е сутки наблюдения. В контрольной группе собак в данный срок наблюдения отмечалось сокращение диаметра перфорации барабанной перепонки в 2 раза (с 5 мм до 2,4-2,5 мм), края перфорации приобретали закругленность и утолщенность, воспалительных явления не наблюдалось.Supravital otoscopy and otomicroscopy of the control and experimental groups on the 28th day of observation. In the control group of dogs at this observation period, a 2-fold reduction in the diameter of the perforation of the tympanic membrane was noted (from 5 mm to 2.4-2.5 mm), the perforation edges became rounded and thickened, and no inflammatory phenomena were observed.

В опытной группе животных отмечено следующее: биоматериал представлял собой коллоидное образование неправильной формы мелочно-белого цвета. При дотрагивании зондом Воячека оно было податливым, прилипало к зонду и образовывало тяжи при попытки его смещения. После удаления остатков биоматериала отмечалось наличие сформированной неотимпанальной мембраны без видимых дефектов и перфораций. При этом данная мембрана имела черты нативной барабанной перепонки собак: она была светло-бежевого цвета, "малокровной", пергаментообразной.In the experimental group of animals, the following was noted: the biomaterial was a colloidal formation of an irregular shape of a finely white color. When touched by the probe of Voyachek, it was malleable, adhered to the probe and formed cords when trying to displace it. After removal of the biomaterial residues, the presence of a formed non-tympanic membrane without visible defects and perforations was noted. Moreover, this membrane had the features of a native eardrum of dogs: it was light beige in color, "anemic", parchment-like.

Формирование полноценной неотимпанальной мембраны наблюдалось у всех животных опытной группы, где использовался биопластический материал «Hyamatrix».The formation of a complete non-tympanic membrane was observed in all animals of the experimental group where the Hyamatrix bioplastic material was used.

Анализируя полученные экспериментальные данные, можно заключить, что структурное построение разработанного биопластического материала «Hyamatrix» позволяют ему, претерпевая постепенный лизис, пролонгированно находиться в условиях операционной раны (до 28 суток) и тем самым, высвобождая биологически активные вещества, стимулировать формирование неотимпанальной мембраны. Вероятно, входящие в состав структурные компоненты пластического материала (гиалуроновая кислота) диффундируют в межклеточное пронстранство, включаются в метаболические процессы клетки либо создают оптимальную внеклеточную микросреду для миграции и деления клеток. Формирование неотимпанальной мембраны происходило под покровом пластического материала, причем между трансплантатом и подлежащими тканями не было сращений и плотной связи, а существовало соединение диффузионного обмена.Analyzing the obtained experimental data, we can conclude that the structural construction of the developed bioplastic material “Hyamatrix” allows it, undergoing gradual lysis, to be prolonged in the conditions of the surgical wound (up to 28 days) and thereby, releasing biologically active substances, stimulate the formation of a non-tympanic membrane. It is likely that the structural components of the plastic material (hyaluronic acid), which are part of the composition, diffuse into the intercellular space, are included in the metabolic processes of the cells, or create an optimal extracellular microenvironment for cell migration and division. The formation of a non-tympanic membrane occurred under the cover of plastic material, and there was no adhesion and tight connection between the graft and the underlying tissues, but there was a connection of diffusion exchange.

Результаты экспериментальной мирингопластики свидетельствуют:The results of experimental myringoplasty indicate:

1. В условиях операционной раны биопластический материал «Hyamatrix» лизируется в течение 28 суток, причем данный процесс заметно ускоряется после 14 суток мирингопластики.1. Under the conditions of the surgical wound, the Hyamatrix bioplastic material is lysed within 28 days, and this process is noticeably accelerated after 14 days of myringoplasty.

2. Формирование неотимпанальной мембраны происходило под пластическим материалом.2. The formation of a non-tympanic membrane occurred under the plastic material.

3. Биопластический материал «Hyamatrix» оказывает стимулирующее вияние на формирование неотимпанальной мембраны.3. Bioplastic material “Hyamatrix” has a stimulating shine on the formation of a non-tympanic membrane.

Таким образом, по сравнению с прототипом, разработанный биопластический материал «Hyamatrix» обладает следующими свойствами:Thus, in comparison with the prototype, the developed bioplastic material "Hyamatrix" has the following properties:

1. Биоматериал эластичен, он легко сгибается, может изменять и сохранять приданную форму.1. The biomaterial is elastic, it bends easily, can change and maintain its shape.

2. Легко прокалывается иглой и режется скальпелем.2. It is easily pierced by a needle and cut with a scalpel.

3. При смачивании биоматериала жидкостью, кровью объем его не увеличивается, что особенно важно при укладке биоматериала на дефект покровных тканей.3. When the biomaterial is wetted with liquid, blood, its volume does not increase, which is especially important when laying the biomaterial on the defect of integumentary tissues.

4. Поверхность его гладкая; он представляет собой прозрачную пленку, сквозь которую возможно визуально контролировать процесс укладки биополимера на подготовленное ложе.4. Its surface is smooth; it is a transparent film through which it is possible to visually control the process of laying the biopolymer on the prepared bed.

5. Обладает высокими адгезионными свойствами, он после укладки буквально «прилипает» к тканям подготовленного ложа.5. It has high adhesive properties; after laying it literally “sticks” to the tissues of the prepared bed.

Разработанный биопластический материал «Hyamatrix» является уникальным носителем трансплантируемых клеточных элементов, так как благодаря содержанию гиалуроновой кислоты и оптимальному составу по другим трофическим веществам, клетки в его структуре не только сохраняют жизнеспособность, но и способны проявлять митотическую активность. На раневой поверхности «Hyamatrix» обеспечивает естественный дренаж и создает оптимальные условия для миграции эпителиальных клеток.The developed bioplastic material “Hyamatrix” is a unique carrier of transplanted cellular elements, because due to the content of hyaluronic acid and the optimal composition of other trophic substances, the cells in its structure not only remain viable, but are also able to exhibit mitotic activity. On the wound surface, Hyamatrix provides natural drainage and creates optimal conditions for the migration of epithelial cells.

В предложенном техническом решении используется нативная (природная) молекула гиалуроновой кислоты, которая наиболее специфичная для человеческого организма и отличается экологичностью, безопасностью и низкой себестоимостью.The proposed technical solution uses a native (natural) molecule of hyaluronic acid, which is the most specific for the human body and is environmentally friendly, safe and low cost.

Анализ результатов гистологического и гистохимического исследования полученного биоматериала свидетельствует о том, что данный материал отличается уникальной фиброархитектоникой.An analysis of the results of histological and histochemical studies of the obtained biomaterial indicates that this material is characterized by unique fibroarchitectonics.

Наличие гиалуронового аморфного матрикса в материале обеспечивает ему высокую прочность. Данная фиброархитектоника максимально приближена к строению межклеточного вещества нативных тканей и может быть использована в комбустиологии (лечение ожогов, в том числе обширных), при лечении больных с диабетической стопой (язвенные поражения стоп у больных сахарным диабетом), венозно-трофических язв (нарушение венозного кровотока), в пластике дефектов барабанной перепонки, при восстановлении клеточных кожных слоев после процедур пилинга (ультразвукового, лазерного, химического) и дермаобразии, а также как косметическая маска в терапевтической косметологии с целью «омоложения» кожи.The presence of a hyaluronic amorphous matrix in the material provides it with high strength. This fibroarchitectonics is as close as possible to the structure of the intercellular substance of native tissues and can be used in combustiology (treatment of burns, including extensive ones), in the treatment of patients with diabetic foot (ulcerative lesions of the feet in patients with diabetes mellitus), venous trophic ulcers (impaired venous blood flow ), in the plasticity of defects in the tympanic membrane, in the restoration of cellular skin layers after peeling procedures (ultrasound, laser, chemical) and dermal formation, as well as a cosmetic mask in tera evticheskoy cosmetology in order to "rejuvenate" the skin.

Пример 1Example 1

Получение биопластического материала с содержанием 0,1% диоксидинаObtaining bioplastic material with a content of 0.1% dioxidine

В процессе получения биопластического материала используется нанотехнологический подход, который позволяет воздействовать на пространственную ориентацию молекул гиалуроновой кислоты.In the process of obtaining bioplastic material, a nanotechnological approach is used, which allows you to influence the spatial orientation of hyaluronic acid molecules.

Исходно молекула гиалуроновой кислоты представляет собой переплетение шарообразных частиц, образуется своего рода «волокна из шариков» (фиг.6). Такая молекулярная конструкция не позволяет формировать боковые сшивки и полноценная полимеризация с образованием эластичных пластинок не происходит.Initially, the hyaluronic acid molecule is an interlacing of spherical particles, a kind of "fiber from balls" is formed (Fig.6). Such a molecular structure does not allow the formation of side crosslinking and full polymerization with the formation of elastic plates does not occur.

В результате нанотехнологического воздействия удалось «расплести» надмолекулярную конструкцию, «развернуть» надмолекулярный комплекс в плоскости (фиг.7). Это обстоятельство позволяет получать в результате полимеризации гиалуроновой кислоты биопластичеекий материал.As a result of nanotechnological impact, it was possible to "untangle" the supramolecular structure, to "deploy" the supramolecular complex in the plane (Fig. 7). This circumstance makes it possible to obtain bioplastic material as a result of the polymerization of hyaluronic acid.

На данном этапе в нанотехнологический контур добавляется 10% раствор диоксидина из расчета 1 мл 10% р-ра диоксидина на 99 мл 0,1% р-ра гиалуроновой кислоты. Происходит полное распределение вещества в гиалуроновой матрице, которое в последующем не влияет на процесс ее полимеризации с образованием биопластического материала.At this stage, a 10% solution of dioxidine is added to the nanotechnological circuit at the rate of 1 ml of 10% solution of dioxidine per 99 ml of 0.1% solution of hyaluronic acid. There is a complete distribution of the substance in the hyaluronic matrix, which subsequently does not affect the process of its polymerization with the formation of a bioplastic material.

Пример 2Example 2

Получение биопластического материала с содержанием 1% катамин АБ - (алкилдиметилбензиламмония хлорид)Obtaining bioplastic material with a content of 1% catamine AB - (alkyldimethylbenzylammonium chloride)

Выбор данного антимикробного вещества для введения в структуру биопластического материала демонстрирует универсальность технологии, поскольку катамин АБ - это поверхностно-активный антисептик.The choice of this antimicrobial substance for introduction into the structure of bioplastic material demonstrates the universality of the technology, since catamine AB is a surface-active antiseptic.

На этапе воздействия на пространственную ориентацию молекул гиалуроновой кислоты также как и в предыдущем примере в нанотехнологический контур добавляется 10% раствор катамина АБ из расчета 1 мл 10% р-ра катамина АБ на 9 мл гиалуроновой кислоты. Катамин АБ равномерно распределяется в гиалуроновой матрице. Несмотря на особые физико-химические свойства катамина АБ процесс полимеризации гиалуроновой кислоты происходит с образованием биопластического материала.At the stage of influencing the spatial orientation of hyaluronic acid molecules, as in the previous example, a 10% solution of catamine AB is added to the nanotechnological circuit at the rate of 1 ml of 10% solution of catamine AB per 9 ml of hyaluronic acid. Catamine AB is evenly distributed in the hyaluronic matrix. Despite the special physicochemical properties of catamine AB, the polymerization of hyaluronic acid occurs with the formation of a bioplastic material.

Таким образом, разработанная методика получения биопластического материала на основе полимера гиалуроновой кислоты позволяет вводить в его структуру любое противомикробное вещество в независимости от физико-химических свойств.Thus, the developed technique for producing a bioplastic material based on a polymer of hyaluronic acid allows any antimicrobial substance to be introduced into its structure, regardless of the physicochemical properties.

При последующем бактериологическом исследовании установлено, что находящиеся в составе биопластического материала противомикробные вещества сохраняют свои антимикробные свойства.Subsequent bacteriological examination revealed that the antimicrobial substances contained in the bioplastic material retain their antimicrobial properties.

Установлено также, что существует связь между концентрацией гиалуроновой кислоты и процессом ее полимеризации с образованием биопластического материала (т.н. оптимальная полимеризация).It was also established that there is a relationship between the concentration of hyaluronic acid and the process of its polymerization with the formation of bioplastic material (the so-called optimal polymerization).

Результаты оценки полимеризации гиалуроновой кислоты в зависимости от ее концентрации указаны в таблице.The results of the assessment of the polymerization of hyaluronic acid depending on its concentration are shown in the table.

Концентрация гиалуроновой кислотыHyaluronic Acid Concentration Наличие полимеризации (да; нет)The presence of polymerization (yes; no) Менее 0,1%Less than 0.1% НетNo 0,1%0.1% ДаYes Более 0,1%More than 0.1% НетNo

Claims (2)

1. Биопластический материал, включающий основу в виде матрицы, отличающийся тем, что в качестве материала матрицы используют нативную форму гиалуроновой кислоты, имеющей волокнистое строение, в виде 0,1%-ного раствора, приготовленного при комнатной температуре, из полученной гелеобразной массы получают микросферы диаметром 100 мкм, которые полимеризуются, и формируют эластичную пластину.1. A bioplastic material comprising a matrix base, characterized in that the native form of hyaluronic acid having a fibrous structure is used as a matrix material in the form of a 0.1% solution prepared at room temperature, microspheres are obtained from the obtained gel-like mass with a diameter of 100 microns, which polymerize, and form an elastic plate. 2. Биопластический материал по п.1, отличающийся тем, что он содержит противомикробные вещества. 2. The bioplastic material according to claim 1, characterized in that it contains antimicrobial substances.

Images