Полидиоксанон

5 минут на прочтение

Биодеградация и биологический ответ организма человека

В данной статье мы рассмотрим основные вопросы, связанные с полидиоксаноном, как одним из основных материалов, используемых для изготовления шовного материала и нитевых имплантов, разберем механизмы его биодеградации и биологического ответа организма человека.

Полидиоксанон (PDO) или поли-п-диоксанон представляет собой бесцветный кристаллический биоразлагаемый синтетический полимер, получаемый путем полимеризации мономера п-диоксанона в присутствии металлоорганического катализатора и тепла. В случае использования в качестве основы для изготовления шовных или иных материалов (нитей) как правило, окрашивается метиловым синим для придания асептических свойств, что обуславливает синюю (фиолетовую) окраску готовых изделий (нитей).

Область применения:
— общая, абдоминальная, сосудистая, пластическая, торакальная хирургия;
— акушерство и гинекология;
— детская хирургия;
— кожные, подкожные швы;
— инъекционная косметология;
— гастроэнтерология, урология, эндохирургия;
— кардио- и ангиохирургические операций у детей.

Нить из полидиоксанона (PDO нить) обладает высокой биологической инертностью и атравматическим прохождением сквозь ткани, она прочна, эластична, гидрофобна, некапиллярна и нефитильна. Полидиоксанон (PDO) лишен антигенных или пирогенных свойств, в процессе рассасывания вызывает легкую тканевую реакцию.

Механизм биодеградации.

В организме человека полидиоксанон (PDO) разлагается в результате гидролиза и конечные продукты в основном выводятся с мочой, остальная часть выводится пищеварительной системой или выдыхается в виде углекислого газа (CO2).

Прогрессивная потеря прочности на растяжение и абсорбция обусловлена тем, что в процессе гидролиза полимера происходит образование мономеров 2-гидроксиэтоксиуксусной кислоты в дальнейшем абсорбируемых и разрушаемых организмом.

На деградацию биоматериала влияют окружающая область и ткани, а именно задействованные механические силы, заболевание или здоровое состояние и васкуляризация. Микроструктурные трещины, возникающие в условиях высокой нагрузки, могут привести к увеличению площади открытой поверхности и потере механической прочности в дополнение к любым химическим реакциям, которые могут происходить одновременно.

На ранних стадиях резорбции вода проникает в основную часть имплантата, разрушая химические связи в аморфной фазе. На этом этапе сокращаются длинные полимерные цепи, снижается средняя молекулярная масса и увеличивается полидисперсность. При этом основные свойства материала (нити) все еще сохраняются, поскольку они определяются кристаллическими участками, которые остаются незатронутыми. Снижение средней молекулярной массы обычно происходит в период, предшествующий моменту начала наблюдаемой потери материала.

На последней стадии резорбции вода гидролизует мелкие водорастворимые фрагменты, что приводит к потере массы полимера, молекулярной массы и физических свойств. Образующиеся продукты разложения затем быстро удаляются с поверхности в окружающую жидкость. Однако внутри устройства невозможность рассеивать продукты разложения, что в итоге создает кислую среду, приводящую к ускоренному гидролизу сложноэфирных связей.

Этот процесс объясняет, почему имплантат (PDO нить) с низкой плотностью (пористостью) имеет меньший срок службы и разрушается быстрее, чем имплантат (PDO нить) с высокой плотностью (пористостью).

Средние сроки биодеградации (рассасывания) в организме человека (на примере нити из полидиоксанона (USP 1-0):
— по истечении 14 дней полидиоксанон сохраняет около 75% своей первоначальной прочности;
— приблизительно 50% прочности сохраняется по истечении 6 недель после имплантации нити в ткани. Абсорбция минимальна приблизительно до 90 – 100-го дня.
— полная биодеградация наступает после 180–220 дней (в зависимости от индивидуальных качеств полимера (продукта полимера), его физических характеристик (толщина, размер, конфигурация) и индивидуальных особенностей организма человека)

Процесс разрушения биоразлагаемого имплантата (нити) должен идеально соответствовать скорости заживления ткани, в которую он имплантирован, таким образом сохраняя механические свойства устройства до тех пор, пока они необходимы.

Процесс разложения может происходить после имплантации, но также может начинаться во время производства, когда PDO расплавляется и/или экструдируется до желаемой формы. Это первоначальное разложение может привести к снижению молекулярной массы, и поэтому влажность и высокая температура должны быть сведены к минимуму во время производства, чтобы предотвратить изменение свойств полимера и дальнейшее сокращение срока годности продукта. Данный фактор особенно учитывается при производстве и упаковке PDO нитей для лифтинга VICTORIA, осуществляемого в условиях строжайшего соблюдения протоколов качества и безопасности, что обуславливает соответствие срока годности, заявленного производителем – 2 года.

Биологический ответ ткани на имплантацию нити из полидиоксанона (PDO нити)

Имплантируемая нить из полидиоксанона (PDO нить) является механическим раздражителем (механическим стимулом для клеток), которые запускают процесс механотрансдукции — преобразования механических стимулов во внутриклеточный биохимический ответ. Внешние механические силы от воздействия имплантированной нити из полидиоксанона (PDO) передаются через экстраклеточный матрикс (ламин, коллаген, фибронектин), который физически связан с цитоскелетом.

Механотрансдукция может модулировать разнообразные функции, такие как белковый синтез, секрецию, адгезию, миграцию, пролиферацию, жизнеспособность и аппоптоз, играет критическую роль в поддержании многих тканей, подвергающихся механическим воздействиям, таких как мышцы, кости, хрящи и кровеносные сосуды.

Вокруг введённой нити из полидиокснона (PDO нити) в большом количестве скапливаются полиморфноядерные нейтрофилы, включая эозинофилы, которые включают процесс образования молодой соединительной ткани (грануляционной ткани), образующейся при процессах заживления дефектов в различных тканях и органах.

Грануляционная ткань состоит из шести, постепенно переходящих друг в друга слоев:

— фиброзный слой;
— слой горизонтально расположенных фибробластов, играющий важную роль в заживлении ран,основной функцией которого является синтез компонентов межклеточного вещества:
    — белков (коллагена и эластина), которые формируют межклеточные вещества:
    — белков (коллагена и эластина), которые формируют волокна;
    — протеогликанов и гликопротеинов основного аморфного вещества.

Одним из механизмов образования фиброза является эпителиально-мезенхимальный переход, при котором эпителиальные клетки приобретают фенотипические свойства мезенхимальных клеток. Мезенхимальные клетки способны активно секретировать компоненты внеклеточного матрикса — коллагены, фибронектин.

По данным проведенных исследований (Junghyun Yoon и соавторы) при имплантации PDO нитей в ткани зарегистририровано значительное увеличение количества факторов роста: 
— эпидермальный фактор роста (EGF) – более 300 раз;
— фактор роста фибробластов (FGF) — более 350 раз;
— инсулиноподобный фактор роста (IGF) — более 400 раз;
— трансформирующий ростовой фактор бета (TGF-B) — более 150 раз;
— фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) — более 1000 раз

Учитывая приведенные данные исследований, с уверенностью можно сказать, что нити для лифтинга VICTORIA (мезонити VICTORIA), изготовленные из полидиоксанона (PDO нити VICTORIA) соответствуют высочайшим параметрам качественных нитевых имплантов. Высокая плотность полимера (полидиоксанона), из которого изготовлены PDO нити VICTORIA позволяют обеспечить предсказуемый и последовательный процесс резорбции нитей в тканях, исключая риски преждевременных разрушений материала в тканях, обеспечивая правильность процессов, связанных с биологическим ответом организма пациента.

В материале использованы данные статьи «Polydioxanone implants: A systematic review on safety and performance in patients» (Joana A Martins,1 Antonina A Lach,1 Hayley L Morris,1 Andrew J Carr,1,2 and Pierre-Alexis Mouthuy). Journal of Biomaterials Applications. 

Новости

© 2023 ООО "БИОНИКА"
ИНН 9701018683 КПП 770101001 ОГРН 5157746021901
127055, г.Москва, Институтский переулок, д.2, офис 508 ст. м. Достоевская Политика конфиденциальности Договор оферты
Разработка сайта - redstudio.su

Choice Billing Address

×