Разработка нового состава антибактериального полимерного покрытия для тканого сосудистого протеза

Цель исследования. Разработать новый состав антибактериального полимерного покрытия для модификации тканого сосудистого протеза в эксперименте.

Материалы и методы. Экспериментально определены механическая и антибактериальная устойчивость, клеточные и тканевые реакции модифицированных тканых сосудистых протезов с гидрогелевым покрытием из поливинилового спирта, поливинилпирролидона, хитозана, гиалуроновой кислоты и антибиотика ванкомицина (1 %); образцов тканых сосудистых протезов с гидрогелевым покрытием из поливинилового спирта, поливинилпирролидона, хитозана, L-аспарагиновой кислоты и антибиотика ванкомицина (1 %); образцов тканых сосудистых протезов с гидрогелевым покрытием из поливинилового спирта, хитозана, L-аспарагиновой кислоты и антибиотика ванкомицин (1 %).

Результаты. Оценка механической устойчивости и оценка продолжительности антибактериальной устойчивости модификаций выявила, что наличие L-аспарагиновой кислоты повышает устойчивость к вымыванию ванкомицина (1 %) из поливинил-хитозанового покрытия и увеличивает продолжительность антибактериальной устойчивости протеза по сравнению с гиалуроновой кислотой с 4 до 5 суток. Оценка клеточных и тканевых реакции показала, что добавление поливинилпирролидона в покрытие на основе поливинил-хитозановового комплекса с L-аспарагиновой кислотой уменьшает трансформацию грануляционной ткани в грубоволокнистую соединительную ткань.

Заключение. Экспериментально определено, что для модификации тканых сосудистых протезов лучшим из протестированных антибактериальных полимерных покрытий является комбинация поливинилового спирта, хитозана, L-аспарагиновой кислоты после замачивания в 1%-ном растворе ванкомицина на протяжении 30 мин.

1. Magill SS, Edwards JR, Bamberg W, Beldavs Z, Dumyati G, Kainer M. Emerging infections program healthcare-associated infections and antimicrobial use prevalence survey team. Multistate point-prevalence survey of health care-associated infections. New Eng J Med. 2014;370:1198-1208. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa1306801

2. Бокерия Л.А., Абдулгасанов Р.А., Иванов А.В., Аракелян В.С. Текстильные сосудистые протезы в ангиохирургии. Анналы хирургии. 2019;24(3):165-174. DOI: https://doi.org/10.24022/1560-9502-2019-24-3-165-174

3. Дорошко Е.Ю., Лызиков А.А. Биомеханические свойства, патогенетические механизмы и пути инфицирования тканых сосудистых протезов в ангиохирургии. Проблемы Здоровья и Экологии. 2020;66(4):79-86. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2020-17-4-5

4. Дорошко Е.Ю., Лызиков А.А., Каплан М.Л., Тихманович В.Е. Клинико-демографическая характеристика пациентов и факторы риска инфицирования искусственных сосудистых протезов после реконструктивных операций на аорто-подвздошно-бедренном сегменте. Журнал ГрГМУ [дата обращения 2025 январь 18]. Режим доступа: http://journal-grsmu.by/index.php/ojs/article/view/2701

5. Дорошко Е.Ю., Лызиков А.А., Тихманович В.Е., Каплан М.Л. Анализ инфекционных осложнений искусственных сосудистых протезов после операций на аорто-подвздошно-бедренном сегменте. Хирургия. Восточная Европа. 2021;10(4):508-516. DOI: https://doi.org/10.34883/PI.2021.10.4.019

6. Chouirfa H, Bouloussa H, Migonney V, Falentin-Daudre C. Review of titanium surface modification techniques and coatings for antibacterial applications. Acta Biomater. 2019;83:37-54. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2018.10.036

7. Hasan J, Crawford RJ, Ivanova EP. Antibacterial surfaces: the quest for a new generation of biomaterials. Trends Biotechnol. 2013;31:295-304. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2013.01.017

8. Li S, Dong S, Xu W, Tu S, Yan L, Zhao C, et al. Antibacterial hydrogels. Adv Sci. 2018;5:1700527. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.201700527

9. Ng VW, Chan JM, Sardon H, Ono RJ, Garcia JM, Yang YY, et al. Antimicrobial hydrogels: a new weapon in the arsenal against multidrug-resistant infections. Adv Drug Del Rev. 2014;78:46-62. DOI: https://doi.org/10.1016/j.addr.2014.10.028

10. Bhattarai RS, Das A, Alzhrani RM, Kang DJ, Bhaduri SB, Boddu SHS. Comparison of electrospun and solvent cast polylactic acid (PLA)/polyvinyl alcohol) (PVA) inserts as potential ocular drug delivery vehicles. Materials Science and Engineering. 2017;77:895-903. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.03.305

11. Ou KK, Dong X, Qin CL, Ji XN, He JX. Properties and toughening mechanisms of PVA/PAM double-network hydrogels prepared by freeze-thawing and anneal-swelling. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications. 2017;77:1017-1026. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.03.287

12. Hu B, Owh C, Chee PL, Leow WR, Liu X, Wu Y-L. Supramolecular hydrogels for antimicrobial therapy. Chem Soc Rev. 2018;47:6917-6929. DOI: https://doi.org/10.1002/chem.202001349

13. Zhao C, Zhou L, Chiao M, Yang W. Antibacterial hydrogel coating: Strategies in surface chemistry. Adv Colloid Interface Sci. 2020;285:102280. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102280

14. Cikhoreva G, Bannikova G, Stolbushkina P, Panov A, Drozd N, Makarov V, et al. Preparation and anticoagulant activity of a lowmolecular-weight sulfated chitosan. Carbohydr Polym. 2005;62(4):327-332. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsps.2019.11.003

15. Muxika A, Etxabide A, Uranga J, Guerrero P, de la Caba K. Chitosan as a bioactive polymer: Processing, properties and applications. Int J Biol Macromol. 2017;105(2):1358-1368. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.07.087

16. Лызиков А.А., Тапальский Д.В., Дорошко Е.Ю., Цветкова Е.А., Зятьков А.А., Каплан М.Л. [и др.]. Антибактериальная устойчивость модифицированных тканых сосудистых протезов при моделировании инфицированной раны в эксперименте. Проблемы Здоровья и Экологии. 2022;19(1):83-92. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2022-19-1-11

17. Лызиков А.А., Надыров Э.А., Дорошко Е.Ю. Клеточные и тканевые реакции в ответ на имплантацию модификаций искусственных сосудистых протезов в эксперименте. Проблемы Здоровья и Экологии. 2022;19 (1): 93-101. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2022-19-1-12

18. Li J, Mooney DJ. Designing hydrogels for controlled drug delivery. Nat Rev Mater. 2016;1:16071. DOI: https://doi.org/10.1038/natrevmats.2016.71

19. Yang K, Han Q, Chen B, Zheng Y, Zhang K, Li Q. Antimicrobial hydrogels: promising materials for medical application. Int J Nanomedicine. 2018;13:2217. DOI: https://doi.org/10.2147/IJN.S154748