Оценка совместимости с кровью in vitro полимерных и металлических медицинских изделий

Введение. В рамках разработки нового метода оценки гемосовместимости in vitro необходимо изучить совместимость с кровью различных медицинских изделий на тест-модели искусственного кровотока.

Материал и методы. Для изучения совместимости с кровью 13 полимерных и металлических изделий медицинского назначения был использован метод, в основе которого лежит тест-модель искусственного кровотока in vitro, имитирующая условия артериального кровотока человека. Изучались морфофункциональные показатели крови: уровни тромбоцитов, лейкоцитов, фрагмента протромбина F1+2, тромбин-антитромбинового комплекса III, бета-тромбоглобулина, тромбоксана B2 и белков расщепления комплемента C3 после инкубации с медицинскими изделиями, положительными и отрицательными контрольными образцами.

Результаты. Установлено, что степень изменений показателей, отражающих усиление процессов активации тромбоцитов и форменных элементов крови, системы комплемента и процессов коагуляции имеет зависимость от времени инкубации медицинских изделий с гепаринизированной кровью человека в тест-модели искусственного кровотока in vitro. После 20 мин инкубирования 13 медицинских изделий показатели крови статистически значимо не отличались от положительного контроля, однако при увеличении времени инкубации до 60 и 120 мин 6 из 13 изделий, как полимерных так и металлических, воздействовали на клеточные и гуморальные компоненты крови, что указывает на их менее выраженные гемосовместимые свойства.

Ограничение исследования. Исследование ограничено оценкой гемосовместимости полимерных и металлических медицинских изделий только с использованием динамической тест-модели искусственного кровотока in vitro.

Заключение. Все изученные полимерные и металлические изделия медицинского назначения после 20 мин инкубирования на тест-модели искусственного кровотока in vitro с использованием цельной гепаринизированной крови являлись совместимыми с кровью.

Соблюдение этических стандартов. Получено положительное заключение комиссии по биоэтике НИИ ГТ ЭВМ РЦГЭиОЗ (протокол от 29.03.2022 № 2). Все участники дали информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании.

Участие авторов:
Лаппо Л.Г. – сбор и обработка данных, написание текста, статистический анализ, редактирование;
Грынчак В.А. – концепция и дизайн исследования, редактирование;
Сычик С.И. – обработка материала, редактирование.
Все соавторы – ответственность за целостность всех частей статьи, утверждение окончательного варианта статьи.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование выполнено в рамках задания 04.08. «Разработать метод оценки гемосовместимости in vitro изделий медицинского назначения на основе тест-модели искусственного кровотока» ГНТП «Научно-техническое обеспечение качества и доступности медицинских услуг» на 2021–2025 годы подпрограмма «Безопасность среды обитания человека» (№ гос. регистрации 20220371 от 28.03.2022).

Поступила в редакцию: 12 февраля 2025 / Поступила после доработки: 25 февраля 2025 / Принята в печать: 14 июля 2025 / Опубликована: 29 августа 2025

1. ISO 10993-4:2017. Biological evaluation of medical devices. Part 4: Selection of tests for interactions with blood. Geneva: 2017.

2. Blok S.L.J., van Oeveren W., Engels G.E. The optimal incubation time for in vitro hemocompatibility testing: Assessment using polymer reference materials under pulsatile flow with physiological wall shear stress conditions. Journal of Biomedical Materials Research. 2019; 107(7): 2335.

3. Engels G.E., Blok S.L.J., van Oeveren W. In vitro blood flow model with physiological wall shear stress for hemocompatibility testing — An example of coronary stent testing. Biointerphases, 2016; 11(3): 031004.

4. Свастьянов В.И., Перова Н.В., Арзуманянц Е.В. [и др.] Оценка биологической безопасности медицинских изделий (аналитический обзор). Перспективные материалы. 2024; 4: 17–30.

5. Bhatt A. et al. Product evaluation: blood compatibility studies. In. Biomedical product and materials evaluation. Еd. P.V. Mohanan. Sawston. 2022; 435–59.

6. Link A. et al. Hemocompatibility testing of blood-contacting implants in a flow loop model mimicking human blood flow. J. of Vis. Exp. 2020; 5; 157. https://doi.org/10.3791/60610 PMID: 32202530

7. Jaffer I.H., Jaffer I.H., Weitz J.I. The blood compatibility challenge. Part 1: blood-contacting medical devices: the scope of the problem. Acta Biomaterialia. 2019; 94: 2–10.

8. Braune S. Lendlein А., Jung F. Developing standard and test protocols for testing the hemocompatibility of biomaterials Hemocompatibility of biomaterials for clinical applications: blood — biomaterials interaction. Еd.: C. Siedlecki.Duxford: United Kingdom Woodhead Publishing, 2018, 51–65.

9. Weber M., et al. Blood-contacting biomaterials: in vitro evaluation of the hemocompatibility. In: Hemocompatibility of Biomaterials for Clinical Applications: Blood-Biomaterials Interactions (51–76). Edition: 1st. Woodhead Publishing, 2018; 6: 99. https://doi.org/10.3389/fbioe.2018.00099

10. Mohan C.C., Chennazhi K.P., Menon D. In vitro hemocompatibility and vascular endothelial cell functionality on titania nanostructures under static and dynamic conditions for improved coronary stenting applications. Front Bioeng Biotechnol. 2013; 9(12): 9568–7. https://10.1016/j.actbio.2013.08.023

11. Munch K. et al. Use of simple and complex in vitro models for multiparameter characterization of human blood-material/device interactions. J. Biomater. Sci. Polym. 2000; 11(11): 1147–63.

12. Лаппо Л.Г., Сычик С.И., Грынчак В.А. Разработка динамической in vitro тест-модели искусственного кровотока для оценки гемосовместимости медицинских изделий / В кн. Здоровье и окружающая среда: сб. науч. трудов. Редкол.: С. И. Сычик (гл. ред.) [и др.]. Гомель :Редакция газеты «Гомельская праўда», 2024; вып. 34: 237–45.

13. Лаппо Л.Г., Сычик С.И., Грынчак В.А. Использование цельной консервированной крови для оценки гемосовместимости медицинских изделий in vitro. В кн. Здоровье и окружающая среда: сб. науч. трудов. Редкол.: С.И. Сычик (гл. ред.) [и др.]. Гомель: Редакция газеты «Гомельская праўда», 2024. 34: 246–53.