Способ получения пентаглицидилового эфира глюкозы и композиция на его основе для химической сшивки коллагенсодержащих эндопротезов биологического происхождения

Способ получения пентаглицидилового эфира глюкозы и композиция на его основе для химической сшивки коллагенсодержащих эндопротезов биологического происхождения

Реферат

Изобретение относится к области органической химии и медицины и, более конкретно, к усовершенствованию способа получения пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы (ПЭГ) на основе реакции D-глюкозы с 2-{2-[(винилокси)этокси]метил}оксираном (винилоксом) и использованию ПЭГ в композициях для химической сшивки коллагенсодержащих эндопротезов биологического происхождения.

В настоящее время в медицине широко применяются аллогенные (взятые от человека) и ксеногенные (взятые от животных) материалы, состоящие, в основном, из коллагена. Для стерилизации, уничтожения антигенных детерминант и предотвращения ферментативного лизиса в организме реципиента коллагенсодержащие биоматериалы подвергают химической обработке с использованием агентов, приводящих к поперечной сшивке молекул коллагена. Стерилизующая активность сшивающих агентов основана на интер- и интрамолекулярной сшивке бактериальных белков, что, в итоге, реализуется в биоцидном эффекте.

Основными сшивающими агентами, используемыми при изготовлении имплантатов, являются вещества различных химических классов с различными механизмами действия. Глутаровый альдегид, эпоксидные соединения (в основном - имеющие две эпоксидные группы), генипин вступают в реакцию с аминогруппами лизина и гидроксилизина, приводя к интер- и интрамолекулярной сшивке полипептидных цепей коллагена. Карбодиимид реагирует со свободными карбоксильными группами. В качестве сшивающих агентов используют также дифенилфосфонил-азид, диамины, гексаметилен-диизоцианат (Jang W., Choi S., Kim S.H. et al. Korean Cire. J. 2012. Vol. 42, №3. P. 154-163). Однако для имплантатов, применяемых в клинической практике, используют лишь два сшивающих агента - глутаровый альдегид и диглицидиловый эфир этиленгликоля (диэпоксидное соединение).

При изготовлении имплантатов для замещения мягких тканей (сосуды, клапаны сердца, твердая мозговая оболочка и т.д.) использование глутарового альдегида нежелательно, так как приводит к кальцификации имплантатов в различные сроки после операции, а также делает ткани гидрофобными, жесткими, ухудшая их биосовместимость и биомеханические характеристики. Биоматериалы, обработанные эпоксидными соединениями, напротив, гидрофильны и пластичны, кальций-связывающая активность их снижена (Биологичекие протезы артерий / ред.: Барбараш Л.С., Криковцов А.С, Журавлева И.Ю. - Кемерово, 1996. 208 с.). Эпоксидные консерванты обладают меньшей, по сравнению с глутаровым альдегидом, цитотоксичностью (Murayama Y., Satoh S., Oka T. et al. ASAIO Trans. 1988. Vol. 34. P. 546-549). Кроме того, эпоксиды, в отличие от глутарового альдегида, проявляют вирулицидные свойства (Niemiec-Cyganek Α., Pawlus-Lachecka L., Wszolek J. et al. The International Journal of artificial organs. 2008. Vol. 31, №7. P. 627).

В известных способах консервирования биоткани эпоксидными соединениями используются, как правило, моно- или диэпоксидные реагенты, чаще всего - диглицидиловый эфир этиленгликоля (Патенты РФ №2008767, A01N 1/00, заявл. 23.01.1992, опубл. 15.03.1994; №2385689, A61F 2/06, A61L 27/38, A61L 33/10, заявл. 27.07.2006, опубл. 10.04.2010; №2350075 A01N 1/02, A61L 27/00, заяв.06.07.2007, опубл. 27.03.2009; патент Республики Беларусь №8118, опубл. 30.06.2006).

С целью разработки новых эффективных консервантов биоматериалов авторы заявки исследовали поведение пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы (ПЭГ) в качестве химического сшивающего агента при изготовлении имплантатов.

Мотивацией к этому послужили предварительные положительные данные, проявленные смесями ПЭГ с другими эпоксисоединениями (диглицидиловый эфир этиленгликоля и ди-1-[2-(глицидилокси)этокси]этиловый эфир диэтиленгликоля) в процессе консервации биологических протезов клапанов сердца (Кудрявцева Ю.А., Журавлева И.Ю., Опарина Л.А., Хилько М.Я., Трофимов Б.А., Барбараш Л.С. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2008. №1. С. 79-84). Состав эпоксидных смесей в этой публикации не сообщался.

Первой технической задачей данного изобретения явилось усовершенствование способа получения ПЭГ.

Известно, что пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этиловый эфир глюкозы был получен ранее взаимодействием D-глюкозы с винилэтиловым эфиром глицидола при температуре плавления глюкозы (170°С, 4 ч) в присутствии перфтормасляной кислоты (2 мас. %) (Трофимов Б.Α., Недоля Н.А., Хилько М.Я., Станкевич В.К., Белозеров Л.Е., Вялых Е.П. А.с. 1074881 СССР. Б.И. 1984. №.7).

К недостаткам данного способа следует, прежде всего, отнести высокую температуру реакции. Известно (Общая органическая химия / ред. Д. Бартон, Д. Оллис. - М.: Химия, 1986. Т. 11. С. 127-202), что нагревание глюкозы в слабокислой и нейтральной средах вызывает дегидратацию этого углевода с выделением одной или двух молекул воды. Образующиеся ангидриды могут реагировать друг с другом или с исходной глюкозой, давая так называемые продукты реверсии (конденсации). Кроме того, известно, что при высоких температурах и, особенно, в кислых средах глюкоза может терять три молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола. Последний при нагревании склонен к глубоким превращениям вплоть до разрушения углеводного скелета и образования муравьиной и левулиновой кислот, а также конденсированных (окрашенных) соединений. По-видимому, вышеуказанные процессы имеют место в ходе реакции D-глюкозы с винилоксом при 170°С в присутствии кислоты, о чем свидетельствует светло-желтая окраска получаемого продукта - ПЭГ.

Таким образом, в первую техническую задачу данного изобретения входили поиск и разработка таких условий реакции, которые позволили бы повысить селективность образования пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы и его чистоту за счет предотвращения побочных процессов.

Поставленная задача решается проведением синтеза пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы в слабополярных апротонных растворителях, таких как 1,2-диметоксиэтан, 1,4-диоксан или тетрагидрофуран, в присутствии каталитических количеств трифторуксусной кислоты (1 мас.%) при мольном соотношении D-глюкоза: винилокс, равном 1:5. Избыток винилокса (сверх его стехиометрического количества) приводит к образованию продуктов теломеризации (Янковская Л.А., Юфит С.С., Кучеров В.Ф. Химия ацеталей / - М.: Наука, 1975. С. 217-222).

Использование суспензии D-глюкозы в растворителе обеспечивает более высокую скорость реакции за счет лучшего перемешивания и снижения вязкости реакционной смеси по мере образования продукта. Кроме того, проведение процесса в 1,2-диметоксиэтане или 1,4-диоксане позволяет за счет температуры кипения данных растворителей поддерживать температуру реакции в пределах 90-96°С. Концентрация D-глюкозы в органическом растворителе составляет 1-2,2 моль/1 л., а оптимальная концентрация - 1-1.6 моль/1 л. В этих условиях реакционная смесь сначала образует суспензию, а затем в течение 0.75-1.5 ч из суспензии превращается в бесцветный раствор. Данный способ обеспечивает полное выделение образующегося пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы после отгонки растворителя в виде бесцветной вязкой жидкости (η~10³ сП).

При проведении реакции в ТГФ при температуре 80°С скорость образования целевого продукта снижается: через 4 ч в реакционной смеси остаются непрореагировавшие исходные реагенты (конверсия которых 77 и 78%).

Катализатор - трифторуксусная кислота, используемый для получения целевого продукта, удаляется при вакуумировании растворителя и не требует дополнительной нейтрализации. Структура полученного соединения установлена комплексом аналитических методов и подтверждена данными ПК, ЯМР ¹H и ¹³С спектроскопии.

Второй технической задачей настоящего изобретения явилось создание оригинальных консервирующих композиций на основе пентаглицидилового эфира D-глюкопиранозы - полиэпоксидного производного D-глюкопиранозы, обеспечивающих высокую плотность сшивки коллагена в биоматериалах за счет высокого содержания эпоксигрупп и сохранность структуры биоткани за счет состава консервирующего раствора.

Важными требованиями к консервирующей композиции являются:

1. Длительное сохранение в растворе реакционноспособных эпоксигрупп эпоксидных компонентов, т.к. их разложение под действием других компонентов консервирующей композиции приводит к недостаточной плотности сшивки и/или появлению нежелательных продуктов, повышающих токсичность имплантируемого биоматериала, в особенности - цитотоксичность при контакте с кровью и окружающими тканями.

2. Сохранение рН консервирующего раствора на протяжении всего периода консервации (не менее 14 суток) в диапазоне 5.0-8.0. Более кислые или щелочные растворы нарушают структурную целостность биоматериала.

3. Поддержание осмолярности консервирующего раствора на уровне, близком к осмолярности плазмы крови, т.е. в пределах 260-310 мосм/л. Снижение осмолярности ведет к отеку консервируемого биоматериала, повышение - к избыточной дегидратации, что также нарушает структурную целостность будущих имплантатов, и, соответственно, ускоряет наступление их функциональной несостоятельности в послеоперационном периоде.

Известен способ консервирования биоткани для протезирования клапанов сердца и сосудов с использованием 2-5% раствора диглицидилового эфира этиленгликоля (ДЭЭ) (Патент РФ №2008767, A01N 1/00, заявл. 23.01.1992, опубл. 15.03.1994), позволяющий добиться высокой резистентности биоматериала к кальцификации. Недостатками данного способа являются:

1) низкая осмолярность раствора, приготовленного на 0,05 M фосфатном буфере, что вызывает отек биоматериала;

2) быстрое разложение консерванта в растворе - концентрация его снижается за 21 сутки в 7 раз и сопровождается увеличением рН с 7.4-7.5 до 11.5-12 уже на 9-е сутки. Такие значения рН отрицательно влияют на структуру биоматериала.

Все это требует частой смены консерванта.

Разложение консерванта может быть замедлено путем приготовления раствора диглицидилового эфира этиленгликоля на боратном буфере с добавлением 20% изопропилового спирта (патент Республики Беларусь №8118, опубл. 30.06.2006). Однако рН боратного буфера составляет 9,5-10, что негативно влияет на биоматериал, а концентрация ДЭЭ уменьшается за 21 сут до 2%.

Наиболее близким к предлагаемому является решение, предложенное в патенте РФ №2350075 (A01N 1/02, A61L 27/00, заявл. 06.07.2007, опубл. 27.03.2009). Замена фосфатного буфера на фосфат-тетраборатный и добавление к консервирующему раствору 1-15% этанола позволяют увеличить его осмолярность до уровня осмолярности плазмы крови, что уменьшает отек биоткани и позволяет поддерживать рН на уровне 8.0-8.5, по крайней мере, в течение 21 сут. Вместе с тем, концентрация ДЭЭ при использовании данного способа снижается к этому сроку более чем в 2 раза.

Авторы настоящего изобретения предлагают способ химической сшивки коллагенсодержащих биоматериалов для эндопротезирования пента-глицидиловым эфиром глюкозы (ПЭГ). Один из вариантов реализации этого способа - приготовление консервирующей композиции на основе нетоксичных буферных систем с исходной рН 5.0-8.0 (фосфатной, цитратной, какодилатной, сукцинатной, Tris, TAPS, Bicine, Tricine, TAPSO, HEPES, TES, MOPS, PIPES, SSC, MES). Для достижения изоосмолярности буферных растворов добавляют к ним нетоксичное соединение, предпочтительнее - из числа используемых в медицине для внутривенных инфузий: такое как 0.9% раствор хлорида натрия, или 5% раствор глюкозы, или 2% раствор сорбита, или 3% раствор маннита, или 6% раствор поливинилпирролидона, или 3% раствор поливинилового спирта. Эпоксидный компонент может включать 1-5% (по массе консервирующего раствора) чистого ПЭГ или его смесь с диглицидиловым эфиром этиленгликоля. Содержание ПЭГ в эпоксидном компоненте может варьироваться от 1% до 99%.

Таким образом, техническим результатом настоящего изобретения является получение чистого пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы и создание на его основе высокоэффективных композиций для химической сшивки коллагенсодержащих биоматериалов для эндопротезирования.

Указанный технический результат достигается тем, что раствор для консервации коллагенсодержащих биоматериалов включает в качестве действующего активного химического сшивающего вещества эпоксидный компонент, а именно индивидуальный пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этиловый эфир глюкозы, или смесь его с диглицидиловым эфиром этиленгликоля (содержание последнего от 0 до 98%), и дополнительно содержит компоненты для обеспечения изоосмолярности и поддержания рН при следующем соотношении компонентов в мас.%:

а) эпоксидный компонент - 0.1-5%;

б) водный раствор компонентов, обеспечивающих и рН в диапазоне 5.0-8.0 (буфер)-89-94.1%;

в) изоосмолярная составляющая, обеспечивающая осмолярность в диапазоне 260-300 мосм/л - 0.9-6%.

Доказательством того, что композиция, основанная на пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этиловом эфире глюкозы, является эффективным сшивающим агентом коллагенсодержащих биоматериалов, стали результаты, полученные при изучении аминокислотного состава, физико-механических свойств и кальций-связывающей активности образцов, обработанных в соответствии с предложенным способом.

Следующие неограничивающие примеры иллюстрируют настоящее изобретение.

Пример 1. К суспензии D-глюкозы (5.4 г, 0.03 моль) в 30 мл 1,4-диоксана (концентрация - 1,0 моль/1 л) добавляют (21.6 г, 0.15 моль) винилэтилового эфира глицидола и (0.27 г, ~1 мас.%) трифторуксусной кислоты. Полученную реакционную смесь опускают в нагретую до 85°С глицериновую баню и при интенсивном перемешивании выдерживают при 92-96°С в течение 45 мин. При этом суспензия превращается в бесцветный прозрачный раствор. После охлаждения до комнатной температуры из реакционной смеси в вакууме отгоняют растворитель и получают 26.8 г (99%) пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы в виде бесцветной прозрачной жидкости, n_D ²⁰ 1.4720, d₄ ²⁰ 1856, η 988 сП, эпоксидное число 0.239. Найдено, %: С 54.00; Η 7.86. С₄₁Н₇₂О₂₁. Вычислено, %: С 54.65; Η 8.05.

Пример 2. К суспензии D-глюкозы (6.0 г, 0.033 моль) в 30 мл 1,2-диметоксиэтана (1,1 моль/1 л) добавляют (24.0 г, 0.167 моль) винилэтилового эфира глицидола и (0.3 г, ~1 мас.%) трифторуксусной кислоты. Полученную реакционную смесь опускают в нагретую до 85°С глицериновую баню и при интенсивном перемешивании выдерживают при 92-95°С в течение 50 мин. При этом суспензия превращается в бесцветный прозрачный раствор. После охлаждения до комнатной температуры из реакционной смеси в вакууме отгоняют растворитель и получают 29.8 г (99%) пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы в виде бесцветной прозрачной жидкости, n_D ²⁰ 1.4728, d₄ ²⁰ 1810, η 934 сП, эпоксидное число 0.239. Найдено, %: С 54.20; Η 8.13. C₄₁H₇₂O₂₁. Вычислено, %: С 54.65; Η 8.05.

Пример 3. К суспензии D-глюкозы (8.1 г, 0.045 моль) в 30 мл 1,2-диметоксиэтана (1,5 моль/1 л) добавляют (32.4 г, 0.225 моль) винилэтилового эфира глицидола и (0.45 г,~1 мас.%) трифторуксусной кислоты. Полученную реакционную смесь опускают в нагретую до 85°С глицериновую баню и при интенсивном перемешивании выдерживают при 93-96°С в течение 1.25 ч. При этом суспензия превращается в бесцветный прозрачный раствор. После охлаждения до комнатной температуры из реакционной смеси в вакууме отгоняют растворитель и получают 40.2 г (99%) пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы в виде бесцветной прозрачной жидкости, n_D ²⁰ 1.4727, d₄ ²⁰ 1824, η 1004 сП, эпоксидное число 0.239. Найдено, %: С 54.30; Η 8.06. C₄₁H₇₂O₂₁. Вычислено, %: С 54.65; Η 8.05.

Пример 4. К суспензии D-глюкозы (12.0 г, 0.067 моль) в 60 мл 1,2-диметоксиэтана (1,1 моль/1 л) добавляют (48.0 г, 0.33 моль) винилэтилового эфира глицидола и (0.60 г, ~1 мас.%) трифторуксусной кислоты. Полученную реакционную смесь при интенсивном перемешивании нагревают и выдерживают при 89-92°С в течение 1 ч. При этом суспензия превращается в бесцветный прозрачный раствор. После охлаждения до комнатной температуры из реакционной смеси в вакууме отгоняют растворитель и получают 59.8 г (99%) пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы в виде бесцветной прозрачной жидкости, nD₂O 1.4715, d₄ ²⁰ 1840, η 1058 сП, эпоксидное число 0.24. Найдено, %: С 54.38; Η 7.87. С₄₁Н₇₂О₂₁. Вычислено, %: С 54.65; Η 8.05.

Пример 5. К суспензии D-глюкозы (14.4 г, 0.08 моль) в 75 мл 1,4-диоксана (1,01 моль/1 л) добавляют (78.6 г, 0.40 моль) винилэтилового эфира глицидола и (0.75 г, ~1 мас.%) трифторуксусной кислоты. Полученную реакционную смесь опускают в нагретую до 85°С глицериновую баню и при интенсивном перемешивании выдерживают при 93-96°С в течение 45 мин до полной гомогенизации. После охлаждения до комнатной температуры из реакционной смеси в вакууме отгоняют растворитель и получают 71.8 г (99%) пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы в виде бесцветной прозрачной жидкости, n_D ²⁰ 1.4725, d₄ ²⁰ 1 855, η 1012 сП, эпоксидное число 0.24. Найдено, %: С 53.86; Η 8.02. C₄₁H₇₂O₂₁. Вычислено, %: С 54.65; Η 8.05.

Пример 6. К суспензии D-глюкозы (6.0 г, 0.033 моль) в 20 мл 1,2-диметоксиэтана (1,65 моль/1 л) добавляют (24.4 г, 0.169 моль) винилэтилового эфира глицидола и (0.3 г, ~1 мас.%) трифторуксусной кислоты, нагревают до 90-93°С и перемешивают при этой температуре в течение 25 мин до растворения глюкозы и повышения вязкости раствора. Затем вводят вторую порцию катализатора - (0.15 г, 0.5 мас.%) и продолжают нагревать при этой температуре еще 1 ч. За это время суспензия полностью превращается в бесцветный прозрачный раствор. После охлаждения до комнатной температуры из реакционной смеси в вакууме отгоняют растворитель и получают 30.1 г (99%) пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы в виде бесцветной прозрачной жидкости, n_D ²⁰ 1.4720, d₄ ²⁰ 1862, η 1170 сП, эпоксидное число 0.239. Найдено, %: С 54.20, Η 8.13. C₄₁H₇₂O₂₁. Вычислено, %: С 54.65, Η 8.05.

Пример 7. К суспензии D-глюкозы (6.0 г, 0.033 моль) в 15 мл 1,2-диметоксиэтана (2,2 моль/1 л) добавляют (24.0 г, 0.167 моль) винилэтилового эфира глицидола и (0.3 г, ~1 мас.%) трифторуксусной кислоты. Полученную реакционную смесь опускают в нагретую до 85°С глицериновую баню и при интенсивном перемешивании выдерживают при 90-94°С в течение 1.5 ч. Основная масса суспензии превращается в бесцветный прозрачный раствор. После охлаждения до комнатной температуры отфильтровывают непрореагировавшую D-глюкозу (0.91 г, конверсия 85%), из раствора в вакууме отгоняют 1,2-диметоксиэтан и непрореагировавший винилэтиловый эфир глицидола (2.59 г, конверсия 89%), получают 26.5 г (88%) пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы в виде бесцветной прозрачной жидкости, n_D ²⁰ 1.4717, d₄ ²⁰ 1810, η 1063 сП, эпоксидное число 0.239. Найдено, %: С 54.03; Η 8.33. С₄₁Н₇₂О₂₁. Вычислено, %: С 54.65; Η 8.05.

Пример 8. К суспензии D-глюкозы (3.0 г, 0.017 моль) в 10 мл ТГФ (1,7 моль/1 л) добавляют (12.0 г, 0.083 моль) винилэтилового эфира глицидола и (0.15 г, ~1 мас.%) трифторуксусной кислоты, нагревают до 80°С и перемешивают при температуре 80-82°С в течение 4 ч. После охлаждения до комнатной температуры отфильтровывают непрореагировавшую D-глюкозу (0.69 г, конверсия 77%), из раствора в вакууме отгоняют ТГФ и непрореагировавший винилэтиловый эфир глицидола (2.55 г, конверсия 78%), получают 11.7 г (78%) пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы в виде бесцветной прозрачной жидкости, n_D ²⁰ 1.4717, d₄ ²⁰ 1819, η 990 сП, эпоксидное число 0.241. Найдено, %: С 53.90; Η 8.20. С₄₁Н₇₂О₂₁. Вычислено, %: С 54.65; Η 8.05.

Пример 9. Биологический материал - перикард крупного рогатого скота - многократно отмывают в 0.9% растворе хлорида натрия и очищают от окружающих тканей по существующим методикам. После этого биоматериал помещают в 1% раствор пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы, приготовленный на фосфатном буфере при рН 5.6 и содержащий 0.9% (от массы раствора) хлорида натрия. Через 2 суток производят замену консервирующего раствора на аналогичный свежий раствор. Общий срок консервации составляет 14 суток.

Аналогичные испытания были проведены на других широко известных, используемых в биологии и нетоксичных буферных системах: какодилатной (рН=7.0), сукцинатной (рН=7.4), Tris (рН=7.5), TAPS (рН=7.7), Bicine (рН=7.0), Tricine (рН=7.0), TAPSO (рН=7.0), HEPES (рН=6.8), TES (рН=6.8), MOPS (рН=6.8), PIPES (рН=6.8), SSC (рН=6.8), MES (рН=6.7). Все они показали хорошие результаты.

О плотности поперечной сшивки ксеноперикарда судили по данным аминокислотного анализа в сравнении с необработанными (нативными) образцами. В образцах, консервированных 1% раствором пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы, концентрация свободных остатков лизина убывала с 29.4/1000 (нативные) до 1.52/1000 (консервированные), гидроксилизина - с 8.1/1000 до 0.2/1000, тирозина - с 5.7/1000 до 1.1/1000, гистидина - с 4.6/1000 до 0.2/1000, метионина - с 7.3/1000 до 1.2/1000. Это свидетельствует о высокой эффективности поперечной сшивки коллагена в образцах.

Прочность ксеноперикарда, консервированного 1% раствором пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы, составила 10.6±0.7 МПа, что превышает «золотые стандарты» прочности - показатели материала, консервированного глутаровым альдегидом (Гамзин С.С., Кручинина А.Д., Венедиктов Α.Λ., Генгин М.Г. Известия ИГУ им. В.Г. Белинского. - 2012. №29. С. 25-28). Эластичность данных образцов укладывалась в диапазон показателей, характерных для эпоксисоединений (40-50%), и составила 44.2±1.9%.

На протяжении 120 суток эксперимента на модели подкожной имплантации крысам накопление кальция в ксеноперикарде, консервированном 1% раствором пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы, практически отсутствовало. Концентрация кальция в образцах составила 0.92+0.20 мг/г (сухой ткани).

Пример 10. Биологический материал - створки аортального клапана свиньи - подготавливают к консервации по существующим методикам отбора, промывают в 0.9% растворе хлорида натрия и помещают в консервирующую композицию, содержащую 2% диглицидилового эфира этиленгликоля и 0.5% пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)этилового эфира глюкозы, приготовленную на цитратном буфере при pH 6.5 и содержащую (от массы раствора) сорбита - 2%, или маннита 3%, или глюкозы 5%, или поливинилпирролидона низкомолекулярного 5%, или поливинилового спирта 3%. Через 2 суток производят замену консервирующего раствора на аналогичный свежий раствор. Общий срок консервации составляет 10 суток.

Аминокислотный анализ демонстрирует высокую эффективность сшивки биоматериала данной композицией: концентрация свободных остатков лизина убывала с 32.4/1000 (нативные) до 2.5/1000 (консервированные), гидроксилизина - с 8.5/1000 до 1.1/1000, тирозина - с 7.5/1000 до 3.1/1000, гистидина - с 7.6/1000 до 0.1/1000, метионина - с 6.1/1000 до 2.3/1000.

Прочность створок аортального клапана свиньи, консервированных данной композицией, составила 8.7±0.5 МПа, а эластичность - 43.5±1.6%.

Накопление кальция в биоматериале на протяжении 120 суток подкожной имплантации крысам составило 1.33±0.15 мг/г (сухой ткани).

Используемая литература

1. Jang W., Choi S., Kim S.IL, Yoon 1·., Li m H.G., Kim Y.J. A comparative study on mechanical and biochemical properties of bovine pericardium after single or double crosslinking treatment // Korean Cire. J. 2012. Vol. 42, №3. P. 154-163.

2. Биологичекие протезы артерий / ред.: Барбараш Л.С., Криковцов А.С., Журавлева И.Ю. Кемерово, 1996. 208 с.

3. Murayama Y., Satoh S., Oka T., Imanishi J., Noishiki Y. Reduction of antigenicity of xenografts by a new cross-linking reagent // ASAIO Trans. 1988. Vol. 34, №3. P. 546-549.

4. Niemiec-Cyganek Α., Pawlus-Lachccka L., Wszolek J., Stnzalka-Mrozik В., Adamaska J., Kudrjavtseva J., Jouravleva I., Mazurek U. Effect of epoxide fixation to degradation of porcine endogenous retrovirus DNA in porcine valves // The International Journal of artificial organs. 2008. Vol. 31, №7. P 627.

5. Патенты РФ №2008767, A01N 1/00, заявл. 23.01.1992, опубл. 15.03.1994.

6. Патенты РФ №2385689, A61F 2/06, A61L 27/38, A61L 33/10, заявл. 27.07.2006, опубл. 10.04.2010.

7. Патенты РФ №2350075 A01Ν 1/02, A61L 27/00, заяв.06.07.2007, опубл. 27.03.2009.

8. Патент Республики Беларусь №8118, опубл. 30.06.2006.

9. Кудрявцева Ю.А., Журавлева И.Ю., Опарина Л.Α., Хилько М.Я., Трофимов Б.А., Барбараш Л.С. Применение смесей моно- и олигоэпоксидных соединений для консервации биологических протезов клапанов сердца // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2008. №1. С. 79-84.

10. Трофимов Б.Α., Недоля II.Α., Хилько М.Я., Станкевич В.К., Белозеров Л.Е., Вялых Е.П. Способ получения эпоксипроизводных углеводов. А.с. 1074881 СССР. Б.И. 1984, №.7.

11. Общая органическая химия / ред. Д. Бартон, Д. Оллис. М.: Химия, 1986. Т. 11. С. 127-202.

12. Янковская Л.Α., Юфит С.С., Кучеров В.Ф. Химия ацеталей. М.: Наука, 1975. С. 217-222.

13. Гамзин С.С., Кручинина А.Д., Венедиктов Α.Α., Генгин М.Т. Сравнительное исследование биомеханических свойств говяжьего ксеноперикарда после различных обработок // Известия ПТУ им. В.Г. Белинского. 2012. №29. С. 25-28.

1. Способ получения пента-1,2,3,4,6-(2-глицидилоксиэтокси)-этилового эфира глюкозы взаимодействием D-глюкозы с 2-{2-[(винилокси)этокси]метил}оксираном, при мольном соотношении реагентов 1:5 в присутствии кислотного катализатора - трифторуксусной кислоты при нагревании, отличающийся тем, что процесс осуществляют в негидроксильном растворителе (1,4-диоксан, 1,2-диметоксиэтан или ТГФ) при температуре 80-96°C в течение 0.75-4.0 часов с использованием 1 мас.% трифторуксусной кислоты и концентрации D-глюкозы в органическом растворителе 1-2.2 моль/1 л.

2. Композиция для химической сшивки коллагенсодержащих биоматериалов для эндопротезирования, включающая сшивающие эпоксидные агенты, буферный и осмолярный водные растворы, отличающаяся тем, что в качестве сшивающего эпоксидного агента используют соединение по п. 1, или его смесь с диглицидиловым эфиром этиленгликоля, а в качестве буферных водных систем - системы органических и биохимических буферов, обеспечивающие pH в диапазоне 5.0-8.0, а в качестве компонента изоосмолярности буферных растворов - раствор хлорида натрия или изоосмолярные растворы нетоксичных соединений, обеспечивающие осмолярность композиции в диапазоне 260-310 мосм/л, при следующем соотношении компонентов в мас. %:- эпоксидный компонент - 0.1-5;- водно-буферный раствор - 89-94,1;- изоосмолярная составляющая - 0.9-6.

3. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что эпоксидный компонент может представлять собой смесь ПЭГ и диглицидилового эфира этиленгликоля (содержание ПЭГ в этой смеси от 1 до 99%).

4. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что буферный раствор выбирают из одной из буферных систем: фосфатной, цитратной, какодилатной, сукцинатной, Tris, TAPS, Bicine, Tricine, TAPSO, HEPES, TES, MOPS, PIPES, SSC, MES.

5. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что изоосмолярный компонент композиции выбирают из фармакологических препаратов, применяемых для внутривенных инфузий: хлорида натрия, глюкозы, сорбита, маннита, поливинилпирролидона, поливинилового спирта.