Введение к работе
Актуальность работы. Одной из наиболее актуальных проблем современной медицинской биотехнологии является совершенствование методов экстракорпоральной детоксикации, получивших широкое распространение в практической медицине, как наиболее эффективных при лечении эндо - и экзотокснкозов (Verrier J. et al., 1983., Malchesky P.S. et al., 1993., Лопухин Ю.М., 1996., Картель H.T., 1998., Ветров B.B., 1999., Беляков Н.А. и соавт., 2000).
Эта группа методов лечения основана на использовании различных устройств, способных активно извлекать из биологических сред целую гамму промежуточных и конечных метаболитов и токсинов (Акимов В.Н. и соавт., 1976., Тарковская И.А., 1981., Яценко А.А., 1985., Фридман Л.И. и соавт.. 1987., Остапенко В.А., 1992., Matthias S.K., 1998., Портной О.А. и соавт., 1998., Аксенов В.А., 2000).
Важное место среди используемых в настоящее время способов экстракорпоральной очистки крови занимают методы, основанные на применении твердофазных поглотителей - сорбентов (Беляков Н.А., 1991., Рачковская Л.Н., 1995., Чаленко В.В. и соавт., 1999). Сорбенты, имеющие высокоразвитую поверхность, насыщенную активными центрами, способны связывать на ней, при контакте с биологическими жидкостями, различные вещества, оказывающие токсическое действие на клеточный метаболизм (Комаров B.C., 1976., Бурушкина Г.Н., 1981., Джордано К., 1989., Селятицкая В.Г. и соавт., 1994., Шпиленя Л.С. и соавт., 1995., Бородин Ю.И., 1995).
Гемосорбенты на основе активированных углей прочно заняли доминирующее положение среди сорбционных материалов (Николаев В.Г., Стрелко В.В., 1979., Giordano С, 1980., Лопухин Ю.М., Молоденков М.Н.. 1984., Николаев В.Г., 1984., Беляков Н.А., Королькова СВ., 1997). Это обусловлено, прежде всего, тем, что углеродные адсорбенты обладают широкими возможностями подбора требуемых физико-химических и структурно-сорбционных характеристик (Дубинин М.М., 1976., Грег С, Синг К., 1984), а материалы на основе элементарного углерода являются одними из наиболее биосорместимых (Тарковская И.А., 1990). Однако принадлежность к углеродным адсорбентам не является гарантией их априорной совместимости с биологическими жидкостями, так как биосовместимость (гемосовместимость) -это интегральный показатель, определяемый многими факторами, а также свойствами адсорбента (Картель Н.Т., 1998).
Так, во время операции гемосорбции, в ряде случаев могут отмечаться: повышение температуры пациента, озноб, выраженные гемодинамические сдвиги, повреждение эритроцитов, тромбоцитов (Булах А.Д., Косяков А.Н., 1985., Ереикая Е.В. и соавт., 1994).
Эти негативные явления могут быть связаны, как с вымыванием мелких частиц сорбента в кровяное русло пациента, так и с содержанием в нем
пирогенных или токсичных компонентов с высокой сорбционной активностью по отношению к белковым комплексам плазмы, компонентам клеточных мембран и другим биологическим структурам (Лопаткин Н.А., Лопухин Ю.М.. 1989). Кроме того наличие "чужеродной" поверхности в экстракорпоральном контуре служит сигналом для активации неспецифических факторов иммунологической зашиты, активации внутрисосудистого пути свертывания крови (Чикова Е.Д. и соавт., 1995).
Проблема бносовместимости углеродных сорбентов всегда была одной из самых серьезных в решении вопросов создания высококачественных сорбционных материалов, предназначенных для работы в экстракорпоральном контуре (гемоперфузии), так как включала в себя решение ряда трудных задач (Николаев В.Г., 1984., Картель Н.Т., 1998.. Петросян Э.А. я соавт., 1999). Среди таковых - предотвращение спекания (коагуляции)- крови на слое сорбента, сохранение исходного содержания форменных элементов и белков крови, неизменность рН, газового и солевого состава крови после фильтрования через слой сорбента, устранение миграции пылевых частиц со слоя сорбента в кровоток, удаление токсичных минеральных и органических примесей в угле и др. (Лопаткин Н.А.. Лопухин Ю.М., 1989).
При анализе сложившейся в медицинской практике ситуации, становится понятно, что использование активных углей в качестве гемосорбентов сопряжено с балансом требований между их поглотительными свойствами и уровнем гемосовместимостн (Картель Н.Т., 1998). Поэтому очевидна актуальность продолжения изучения зависимости бносовместимости от физико-химических свойств гемосорбентов.
Цель и задачи исследования. Повышение совместимости гемосорбентов на основе угля СКТ-6А с биологическими жидкими средами организма человека, для проведения операций гемо-, плазмо-, ликворо- и лимфосорбции. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
-
В стендовых опытах показать зависимость поглотительной емкости сорбента по отношению к компонентам биологических жидкостей от степени его зольности и дисперсности.
-
В экспериментах на животных изучить общую реакцию организма на гемоперфузию и биосовместимость обеззоленных модификаций угольного гемосорбента СКТ-6А ВЧ, с удаленной низкодисперсной фракцией.
-
Оценить выраженность общей реакции организма на гемоперфузию с использованием угольного гемосорбента в условиях клиники.
-
Изучить детоксикационные свойства угольных гемосорбентов и их биосовместимость у больных различной патологии.
5. Разработать и внедрить технологические рекомендации по
усовершенствованию стадий подготовки угольных гемосорбентов на основе
СКТ-6А и методические рекомендации по их предперфузионной подготовке, в
совокупности обеспечивающие повышение степени бносовместимости
готового гемосорбента.
Научная новизна. Выявлена зависимость выраженности гемодинамических, гематологических сдвигов и реакции живого организма на осуществление гемокарбоперфузии от степени зольности и дисперсности угольных гемосорбентов на основе СКТ-6А.
В эксперименте и клинике установлена прямая связь между биосовместимостью угольных гемосорбентов и степенью их остаточной зольности и полидисперсности, на основании чего впервые разработана методика существенного повышения биосовместимости гемосорбентов на базе углей этой марки, без ухудшения п.\ сорбционных свойств по отношению к эндотоксинам.
Практическая значимость.
1 Разработаны и экспериментально обоснованы изменения на стадиях подготовки гемосорбентов на основе углей СКТ - 6А, оптимизированы режимы и определены критерии их проведения, соблюдение- которых, наряду с другими условиями, позволяет обеспечить достаточную совместимость готового изделия с биологическими жидкостями, при использовании в качестве флаконированного гемосорбента в проведении операций гемо-, лимфо-, плазмо-, ликворосорбции.
2. Доказана эффективность физической модификации сорбента СКТ-6А
ВЧ посредством специальной механической обработки с последующим
обеззоливанием и максимально возможным удалением низкодисперсной
фракции.
3. Предложен и обоснован режим, а так же определены критерии
предперфузіюнной подготовки гемосорбента СКТ-6А ВЧ, что позволяет
достигать минимальной реактогенности, нейтршшзуя разрушительное влияние
на грансостав угля процессов транспортировки флаконов.
4. Результаты работы, делают возможным, более широкое внедрение в
медицинскую практику лечебных учреждений гемосорбентов на основе СКТ-
6А. эффективных и относительно недорогих, для проведения гемо-, лимфо-,
плазмо- и ликворосорбции.
Аипобаїїил работы. Результаты работы доложены на заседаниях
кафедры клинической физиологии и функциональной диагностики с курсом
эфферентной терапии Санкт-Петербургской медицинской академии
последипломного образования (СПбМАПО), кафедры молекулярной
биотехнологии Санкт-Петербургского государственного технологического
института (Технического университета), кафедры биотехнологии Санкт-
Петербургской государственной химико-фармацевтической академии, Санкт-
Петербургского отделения международной ассоциации специалистов по
физико-химическим И эфферентным методам лечения, на седьмой
конференции Московского общества гемафереза в Москве, представлены в
отчетах Санкт-Петербургской городской выездной реанимационно-
трансфузиологической бригады (ГВРТБ) при больнице Св. Георгия,
являющейся клинической базой кафедры анестезиологии-реаниматологии и
лаборатории экстракорпоральной гемокоррекции Санкт-Петербургской педиатрической медицинской академии.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Выраженность гемодинамических, гематологических сдвигов и реакций живого организма на осуществление перфузии через гемосорбенты на основе СКТ-6А зависит от степени их зольности и дисперсности.
-
Степень повреждения форменных элементов крови, активация лейкоцитов и тромбоцитов при перфузии, зависит от полидисперсности и остаточной зольности гемосорбентов на основе СКТ-6А.
3. Применение предложенной методики подготовки гемосорбентов на
основе СКТ-6А, позволяет существенно снизить количество побочных реакций
и осложнений при сорбционных операциях у больных.
Публикации. По материалам диссертации имеется 8 публикаций, включая методические рекомендации по теме представленной работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, включающих описание материалов и методов исследований, изложения результатов исследований и результатов клинической апробации, их обсуждения, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 180 публикаций на русском и '29 на иностранных языках. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста и содержит 19 таблиц и 14 рисунков, 7 приложений, в виде заверенных актов о производственной апробации и внедрении результатов исследования в клиническую практику.