История биотрансплантологии в России и в мире

Битрансплантология – это актуальный раздел современной трансплантологии, в рамках которого ищутся пути улучшения процессов изъятия, стерилизации, консервации тканей, пригодных для замещения дефектов, возникших в результате травмы или опухолевого процесса в организме человека. Одновременно с этим ведется работа над улучшением хирургических техник замены погибшей ткани и поиск альтернатив самой ткани человека – из биологического материала животных или материалов синтетического происхождения.

Новые направления путей развития трансплантологии привнесло открытие Луи Пастером роли микроорганизмов в процессах воспаления и появление таких понятий как асептика и антисептика. На рубеже 19 и 20 вв. целый ряд выдающихся ученых занимались экспериментальными и клиническими исследованиями по пересадке тканей от человека к человеку - Н.И. Пирогов, И.М. Руднев (1880 г.); Ю.Р. Пенский, А.А. Абражамов (1900 г.); И.И. Греков (1901 г.); Б.И. Башкирцев (1911 г.); и др.; а также по кожной пластике: Н.Н. Петров (1913 г.); И.С. Девис (1919 г.); Padgett (1932 г.), и др.

Для проведения подобного рода вмешательств брались только свежие ткани, полученные в результате изъятия непосредственно в момент операции, что технически сильно ее усложняло – необходимость одновременной ампутации конечности и пересадки полученной ткани реципиенту. Это привело к началу поисков способов сохранения тканей с момента их изъятия до момента непосредственного «употребления». 

Наиболее перспективными были два способа консервации полученных тканей: 

Криоконсервация (низкотемпературная консервация) – воздействие низких температур замедляет обменные процессы в тканях, а низкотемпературный режим позволяет сохранять их в биологически активном состоянии продолжительное время. Но и здесь существует опасность перехода жидкости в кристаллическое состояние с сопутствующим расширением ее объема и внутренней травматизацией клеток при постепенном замораживании.

В результате исследований группы физиков под руководством П.Ю. Шмидта и экспериментальных работ Ю.И. Баркова (1955 г.), А.С. Имамалиева (1955 г.), Г.В. Головина (1956 г.), Е.А. Абальмасовой и Р.Л. Гинзбург (1956 г.), было выявлено, что оптимальной температурой для консервации тканей является - 500 - 700°С. Указанный температурный режим вошел в практическую медицину для консервации всех тканей опорно-двигательного аппарата. Процессы рассасывания и замещения новой костной тканью синхронно протекают также именно при этих температурах. 

Быстрое замораживание ткани при температуре изначально меньше -500°С позволяет миновать фазу кристаллизации жидкости – последняя сразу переходит в аморфное состояние и структурная целостность материала сохраняется. При таком виде заморозки биологическая активность ткани сохраняется до 6 месяцев, после чего начинает снижаться, достигая минимума примерно через год. Криоконсервация может отрицательно влиять на некоторые виды тканей, ухудшая их механические и пластические свойства. 

Лиофилизация – обезвоживание путем сублимации (основана на испарении жидкости из ткани при пониженном атмосферном давлении и низкой температуре). 

Метод запатенован в 1921 г. инженером Г.И. Лаппа-Старженецким. Впервые описан в 1906 г. французским ученым D.Arsonval. Лиофилизированные ткани хранятся в вакуумных упаковках при комнатной температуре. Длительность хранения до 5 лет. При этом свойства костной ткани не изменяются (Г.С.Юмашев, 1961). 

Лиофилизированная костная ткань удобна в использовании, она долго сохраняется в нативном и стерильном состоянии, легко транспортируется на большие расстояния при любой температуре и дает вполне удовлетворительные результаты в клинических условиях. Преимущества метода лиофилизации заключается в том, что ткань в высушенном состоянии в вакуумных сосудах может сохраняться годами. При помещении лиофилизированной ткани в физиологический раствор восстанавливается коллоидное состояние белков и, частично, морфологические структуры ткани. Недостатком лиофилизации является то, что ткань теряет жизнеспособность.

Продолжаются работы по изучению консервации тканей в растворах формалина, этилового спирта, в различных составах, включающих антибиотики и антисептики, а также работы по изучению различных способов деминерализации костных имплантатов и по различным видам стерилизации аллотканей. 

Крайне важным вопросом трансплантологии в наши дни является безопасность используемых материалов для дальнейшего здоровья человека. Среди возможных заменителей тканей пациента естественной предпочтение отдается тканям человеческого происхождения, которые наименее рискованны на предмет отторжения. 

Но даже в этом случае существует риск реакции, если в донорской ткани сохранились антигены самого донора, не говоря о доказанной возможности передачи таких заболеваний, как СПИД, гепатиты группы В и С, болезнь Якоба-Крейтцфельда (губчатый энцефалит) и пр. Новая технология заготовки и переработки имплантатов была разработана учеными и клиницистами Эрланген - Нюрбергского университет и получила название Тутопласт®, как и настоящее название всех препаратов, выпускаемых компанией "ТУТОГЕН Медикал". 

Данная технология впервые начала разрабатываться в 1973 г. как альтернативная криоконсервированию. В основе технологии лежит использование дегидратирующих органических растворов для обработки имплантатов и гамма-излучения в качестве метода стерилизации. Впервые такому методу обработки была подвергнута твердая мозговая оболочка человека. Первые клинические испытания показали ее хорошую биотолерантность и отсутствие иммунологических реакций. 

Спустя некоторое время биоимпланты Тутоген показали свое второе важное преимущество перед криоконсервантами и лиофилизатами – сохранение нативных свойств и высокой степени прочности, за счет отсутствия фактора разрушения части клеток кристаллами образующегося льда. 

Высокая степень чистоты и прочности получаемых аллографтов позволила задуматься над расширением диапазона заготавливаемых фрагментов и следующими после мозговой оболочки естественным образом стали кости, связки и хрящи, которые на сегодняшний день активно используются в травматологии и ортопедии. 

Третье важное преимущество нового метода заготовки ткани – низкая иммуногенность, поскольку все собственные антигены донора полностью уничтожаются – и именно это обстоятельство дает новый виток развития современной биотрансплантологии, позволяя заготавливать и длительное время сохранять биологические медицинские препараты человеческого происхождения, не подверженные реакциям отторжения.