Способ хирургического лечения сахарного диабета

61 9/52, 61 35/39 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА(73) Патентообладатель Романовский Александр Иосифович, Шапель Владимир Иосифович(57) 1. Способ хирургического лечения сахарного диабета путем имплантации диффузионной миллипоровой капсулы с культурой островковых клеток поджелудочной железы в организм реципиента, отличающийся тем, что капсулу вводят и фиксируют в русле магистрального артериального кровеносного сосуда реципиента, при этом диаметр пор оболочки капсулы выбирают в пределах 0,18-0,28 нм. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве оболочки капсулы используют полисульфонкупрофановую пленку, в которую помещают от 300 до 500 тысяч островковых клеток на килограмм массы реципиента в зависимости от уровня гипергликемии последнего. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что коэффициент пористости оболочки капсулы выбирают в пределах 40-60 процентов. 4. Способ по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что используют культуру клеток поджелудочной железы плодов человека с 16-22 недель пренатального развития.(56) 1.2008953 1, МПК А 615/02, А 61 К 31/00, 1994. 2.94033342 1, МПК А 61 К 9/15, С 1211/04, 1996. 3. Шумаков В.И., Блюмкин В.Н. и др. Трансплантация островковых клеток поджелудочной железы(очерки). - М. - Канон, 1995. - С. 136-137 (прототип). 4. Шотт А.В., Леонтюк А.С. и др. Необычная реакция на чужеродные ткани. - Минск. Министерство Здравоохранения Республики Беларусь. 1992. Ч. 1. - С. 58-59, Ч. 2. - С. 82-83. 5. Шумаков В.И., Блюмкин В.Н. и др. Проблемы эндокринологии. - М. Медицина, 1981. Т. .1. - С. 25-30. 6.9716536 1, 1997. Изобретение относится к области медицины, а именно к лечению инсулинозависимого сахарного диабета методом трансплантации островковых клеток поджелудочной железы (ПЖ) для устранения недостатка выработки инсулина в организме реципиента. Известны способы хирургического лечения сахарного диабета путем свободной трансплантации островковых клеток в организме реципиента 1. Недостатком способов свободной трансплантации островковых клеток ПЖ в различные ткани и органы реципиента является весьма серьезный риск их отторжения организмом реципиента, несмотря на проведение курса иммунодепрессивной терапии или применения физиотерапевтических приемов, например воздействия на область размещения трансплантанта ультразвуком и т.п. Другой недостаток способов свободной трансплантации - незначительные сроки функционирования пересаженной культуры клеток. 3720 1 Предпочтительными являются способы трансплантации островковых клеток, заключенных в миллипоровую капсулу с селективно проницаемой оболочкой, т.е. с оболочкой, непроницаемой для элементов иммунной системы реципиента, но проницаемой для веществ, необходимых для питания островков, а также для инсулина, вырабатываемого последними в соответствии с концентрацией глюкозы в крови 2. При этом капсула должна быть биосовместима и не вызывать неблагоприятных реакций в тканях и органах реципиента, составляющих зону имплантации. К сожалению, биосовместимость таких капсул при их имплантации в подкожную или мышечную ткань, в брюшную полость и другие ткани и органы реципиента вызывает воспалительные реакции, не способствующие увеличению срока функционирования культуры клеток в имплантированной капсуле, ограниченной двумя-тремя месяцами, что является серьезным недостатком способа (пример 5). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ имплантации культуры клеток поджелудочной железы, помещенной в диффузионные миллипоровые капсулы с диаметром пор 0,45 мкм 3(прототип). Эти капсулы в 12 случаях имплантировали больным подкожно, в надлобковую область одному больному капсулу вводим в полость брюшины, в специально выкроенный карман. Через три месяца после подкожной имплантации миллипоровых капсул с культурами клеток потребность в экзогенном инсулине исчезла полностью у двух больных (случаи 1 и 2). После внутрибрюшинной имплантации одной капсулы лечебного эффекта зарегистрировано не было. В остальных случаях (подкожная имплантация капсул с культивированными микрофрагментами ПЖ) потребность в экзогенном инсулине снизилась на 12,5-77,7 . Поскольку при дальнейшем наблюдении этот эффект в разной мере ослабевал - в части случаев капсулы, наполненные трансплантационным материалом, иссекали и подвергали гистологическому изучению. Было установлено,что вокруг капсул развивалась умеренная реакция соединительной ткани. Зона, непосредственно прилегающая к капсулам, оказалась хорошо васкуляризированной. При этом возле имплантата не было найдено лимфоцитарной инфильтрации. Длительное наблюдение за больными, которые значились по 1, 3, 4, 5, 6, 7,8, 9, 10 и 11, показало, что у них вновь нарушилась толерантность к глюкозе и восстановилась исходная потребность в экзогенном инсулине. Снизившаяся после имплантации капсул с культивированной островковой тканью потребность в экзогенном инсулине в случаях 12 и 13. Основным недостатком данного способа является быстрое (спустя три месяца) ослабление положительного эффекта повторное нарушение толерантности организма к глюкозе и восстановление исходной потребности в экзогенном инсулине. Задачей данного изобретения является обеспечения длительного времени действия положительного эффекта имплантации путем улучшения ряда факторов, обеспечивающих долговременную и эффективную жизнедеятельность островковых клеток, имплантированных в миллипоровых капсулах в организм реципиента. Для решения этой задачи потребовалось удовлетворить ряд условий, основными из которых (по данным наших экспериментов) являются правильный выбор места имплантации, в котором отсутствует клеточная реакция отторжения и созданы условия для длительного сохранения имплантата обеспечение биологической совместимости капсулы и ее содержимого с зоной имплантации в организме реципиента условием решения поставленной задачи является также оптимизация диффузионных свойств оболочки капсулы с тем,чтобы обеспечивалось нормальное питание капсулированных клеток и выделение продуктов их жизнедеятельности, т.е. инсулина. Это условие (на ряду с правильным выбором места имплантации) обеспечивается оптимальным размером пор оболочки капсулы, коэффициентом пористости, а также и качеством ее клеточного содержимого существенным условием является также наличие антиагезивного свойства материала капсулы, которое будет препятствовать развитию в зоне имплантации грубой фиброзной ткани, препятствующей нормальному функционированию имплантата. Для решения поставленной задачи и соблюдения указанных выше условий в предлагаемом способе,включающем трансплантацию диффузионной миллипоровой капсулы с культурой островковых клеток поджелудочной железы в соответствии с данным изобретением капсулу вводят и фиксируют в русле магистрального артериального кровеносного сосуда реципиента, при этом диаметр пор капсулы выбирают в пределах 0,18-0,28 нм. Кроме того, в предложенном способе в качестве оболочки капсулы используют пленку из пористого полисульфонкупрофанового материала, в которую помещают от 300 до 500 тысяч островковых клеток на 1 кг массы реципиента в зависимости от уровня гипергликемии последнего. В оптимальном варианте реализации способа коэффициент пористости оболочки капсулы выбирают в пределах от 40 до 60 . И наконец, при реализации оптимального варианта способа в качестве содержимого капсулы используют культуру клеток поджелудочной железы плодов человека 16-22 недель пренатального развития. 3720 1 Реализуемость данного способа подтверждена нами серией хронических экспериментов на половозрелых беспородных собаках. Методологической основой выбранного подхода послужил феномен необычной реакции на чужеродные ткани в сосудистом русле 4, суть которого состоит в длительном сохранении трансплантата в магистральных сосудах и камерах сердца реципиента. Все эксперименты проведены в строгом соответствии с правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных. Состояние хронической гипергликемии вызывалось внутренним однократным введением аллоксана в дозе 50-70 мг/кг веса животного. Развитие сахарного диабета происходило на 12-14 сутки и характеризовалось устойчивым повышением концентрации глюкозы в диапазоне 12,8-14,6 ммоль/л сыворотки. Для операции по трансплантации островковых клеток использовали культуру клеток островков Лангерганса ПЖ плодов человека 16-22 недель пренатального развития. Ксенотрансплантацию культуры проводили в миллипоровых полисульфонкупрофановых капсулах с диаметром пор 0,18-0,28 нм. В капсуле содержалось в среднем 10 млн. клеток, т.е. по 300-500 тысяч на 1 кг массы животного и в зависимости от уровня гипергликемии. Функциональная адекватность капсулы была при пересадке культуры мнеломных клеток в ушко левого предсердия и просвет брюшной аорты (между бифуркацией и почечными артериями). Цитологический контроль путем витальной окраски трипановым синим, проведенный в различные сроки в течение трех месяцев после вмешательства выявил от 70 до 80 процентов живых клеток. Трансплантация клеточной культуры ПЖ проводилась после установления состояния хронической гипергликемии (на 14-15-е сутки). Операцию проводили под внутренним наркозом. После лапаратомии и бокового отжатия аорты проводили поперечную аортотомию и имплантацию капсулы с фиксацией в просвете сосуда путем прошивания за фиксированные площадки, затем накладывали сосудистый шов на аорту и ушивали рану. В послеоперационном периоде (на 2, 3 и 7 сутки) наблюдалось снижение гипергликемии до показателей,близких к нормальным (3-4,5 ммоль глюкозы/л). Затем уровень гликемии стабилизировался и был прослежен при периодическом определении в течение 2 лет. Цитологический контроль, проведенный после снятия животных с опыта через 1 и 3 месяца, а также через 1, 1,5 и 2 года с применением витальной окраски трипановым синим показал присутствие в капсульном содержимом через 1 месяц - 80 , через 3 месяца - 70 ,через 1 год - 58 , через 1,5 и 2 года - 56 жизнедеятельных островковых клеток поджелудочной железы. Таким образом, полученные данные позволяют утверждать, что при реализации предложенного способа достигнут результат существенного увеличения времени эффективной жизнедеятельности островковых клеток ПЖ, имплантируемых в миллипоровых капсулах в организме реципиента и обеспечивающих длительную эугликемию и нормогликемию. Это позволило стабилизировать течение диабета, избавить реципиентов от эпизодов глипергликемии и кетоацидоза, остановило наступление и прогрессирование поздних осложнений сахарного диабета. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.