RU2290808C2 - Cryoprotective solution for leukocyte freezing at low temperature - Google Patents

Cryoprotective solution for leukocyte freezing at low temperature Download PDF

Info

Publication number
RU2290808C2
RU2290808C2 RU2004135631/15A RU2004135631A RU2290808C2 RU 2290808 C2 RU2290808 C2 RU 2290808C2 RU 2004135631/15 A RU2004135631/15 A RU 2004135631/15A RU 2004135631 A RU2004135631 A RU 2004135631A RU 2290808 C2 RU2290808 C2 RU 2290808C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
freezing
leukocyte
low temperature
water
Prior art date
Application number
RU2004135631/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004135631A (en
Inventor
Евгений Павлович Сведенцов (RU)
Евгений Павлович Сведенцов
Тать на Витальевна Туманова (RU)
Татьяна Витальевна Туманова
рова Ольга Нурзадиновна Деветь (RU)
Ольга Нурзадиновна Деветьярова
Оксана Олеговна Щеглова (RU)
Оксана Олеговна Щеглова
Сергей В чеславович Утемов (RU)
Сергей Вячеславович Утемов
ев Андрей Александрович Кост (RU)
Андрей Александрович Костяев
Original Assignee
Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии Наук
ГУ Кировский НИИ гематологии и переливания крови МЗ РФ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии Наук, ГУ Кировский НИИ гематологии и переливания крови МЗ РФ filed Critical Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии Наук
Priority to RU2004135631/15A priority Critical patent/RU2290808C2/en
Publication of RU2004135631A publication Critical patent/RU2004135631A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2290808C2 publication Critical patent/RU2290808C2/en

Links

Landscapes

  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, in particular cryobiology.
SUBSTANCE: claimed solution contains hexamethylenebistetraoxyethyl urea, dimethylsulfoxide, oxymethylethylpyridine succinate and water in specific component ratio. Leukocytes are frost at -70°C.
EFFECT: solution for storage of physiologically full-value cells without losses of physiologically active state thereof after thawing.
3 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к криобиологии и медицине, а именно к созданию криопротекторного раствора для замораживания лейкоцитов, в частности, человека.The invention relates to cryobiology and medicine, in particular to the creation of a cryoprotective solution for freezing white blood cells, in particular, humans.

В качестве прототипа нами выбран криозащитный раствор для замораживания лейкоцитов [Патент 2184449 РФ. Криозащитный раствор для замораживания лейкоцитов при умереннонизкой температуре // Сведенцов Е.П. и соавт., 2001], включающий гексаметиленбистетраоксиэтилмочевину, фумарат натрия, лимонную кислоту и воду.As a prototype, we have chosen a cryoprotective solution for freezing white blood cells [Patent 2184449 of the Russian Federation. Cryoprotective solution for freezing white blood cells at a moderately low temperature // Swedentsov EP et al., 2001], including hexamethylene bistetraoxyethylurea, sodium fumarate, citric acid and water.

Существенным недостатком прототипа является то, что данный раствор не применяется для замораживания лейкоцитов при низкой температуре (-70°С), не содержит оптимального состава сильных криопротекторов ГМБТОЭМ и ДМСО (последний в прототипе отсутствует), которые стабилизируют внеклеточную, а также свободную и связанную внутриклеточную воду при охлаждении и переводят ее в аморфный лед, не разрушающий внутриклеточные органеллы и плазматическую мембрану, и устраняют его рекристаллизацию - образование крупных кристаллов (Белоус А.М., Грищенко В.И., 1994) при оттаивании, обеспечивая высокую сохранность и функционально активное состояние ядросодержащих клеток крови.A significant disadvantage of the prototype is that this solution is not used for freezing white blood cells at low temperatures (-70 ° C), does not contain the optimal composition of strong cryoprotectants GMBTOEM and DMSO (the latter is absent in the prototype), which stabilize extracellular as well as free and bound intracellular water upon cooling and transfer it to amorphous ice, which does not destroy intracellular organelles and the plasma membrane, and eliminate its recrystallization - the formation of large crystals (Belous A.M., Grishchenko V.I., 1994) during thawing, providing high safety and functionally active state of nucleated blood cells.

В криопротекторный раствор для замораживания лейкоцитов при низкой температуре, содержащий криопротекторы - гексаметиленбистетраоксиэтилмочевину (кратко ГМБТОЭМ) и диметилсульфоксид (кратко ДМСО) - впервые включено отечественное вещество - оксиметилэтилпиридина сукцинат (кратко ОМЭПС), обладающее, кроме антиоксидантного, мембраностабилизирующим действием, восстанавливающее нарушенные структуры и функции мембран клеток, а также тормозящее процессы перекисного окисления липидов, которые имеют место при криоконсервировании. Надо отметить, что сукцинат - производное янтарной кислоты (Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начало органической химии. Книга 1. - М.: Химия, 1974. - с.314-315, с.436-437) - участвует в энергетическом обмене клетки, обеспечивающем ее жизнедеятельность, а пиридин в нуклеиновом обмене (Герман А.С. Пиридин. Большая медицинская энциклопедия. - М.; 1981. - Т.17. - с.1054-1055). Хладоограждающий раствор имеет оптимальный для лейкоцитарных клеток рН среды 7,0-7,4. Все ингредиенты, примененные в данном растворе, производятся в Российской Федерации.In the cryoprotective solution for freezing leukocytes at low temperature, containing cryoprotectants - hexamethylene bistetraoxyethylurea (briefly HMBTOEM) and dimethyl sulfoxide (briefly DMSO) - for the first time, a domestic substance is included - hydroxymethylethylpyridine succinate (briefly, which has a membrane-stabilizing effect that has anti-metabolic and anti-inflammatory properties), cell membranes, as well as inhibitory lipid peroxidation processes that occur during cryopreservation. It should be noted that succinate is a derivative of succinic acid (Nesmeyanov AN, Nesmeyanov NA The beginning of organic chemistry. Book 1. - M .: Chemistry, 1974. - p. 314-315, p. 436-437) - participates in the energy metabolism of the cell, ensuring its vital activity, and pyridine in the nucleic acid metabolism (German A. S. Piridin. Big Medical Encyclopedia. - M .; 1981. - T.17. - p. 1054-1055). The cold barrier solution has an optimum pH of 7.0-7.4 for leukocyte cells. All ingredients used in this solution are produced in the Russian Federation.

Пример использования средстваAn example of using the tool

Криопротекторный раствор, содержащий ГМБТОЭМ в концентрации 22%, ДМСО 8%, оксиметилэтилпиридина сукцинат 0,2%, воду для инъекций до 100 мл и имеющий рН 7,0-7,4, смешивают в отношении 1:1 с концентратом лейкоцитов в полимерном контейнере «Компопласт». Смесь, выдержав 8 мин при комнатной температуре, охлаждают по экспоненциальной программе в электрическом морозильнике в 4-литровой ванне с этиловым 96° спиртом до -27°С в течение 19-20 минут. Затем замороженный лейкоконцентрат переносят в камеру электроморозильника, имеющую температуру -70°С. Термограмму записывают по термопаре, введенной в контейнер «Компопласт» с криопротекторным раствором в конечной концентрации. Размораживание проводят в 20-литровой водяной ванне при температуре +38°С в течение 30-45 секунд при покачивании контейнера 3-4 раза в сек. Температура оттаянного лейкоконцентрата в контейнере должна быть в пределах +2-+4°С. Затем определяют морфологическую сохранность размороженных лейкоцитарных клеток, их жизнеспособность по витальному красителю (с 1% раствором эозина) и фагоцитарную активность нейтрофилов в пробе с латексом (по Потаповой С.Г. и соавт., Проблемы гематологии и переливания крови. - 1977. - № 9. - с.58-59). Расчет выражают в процентах в сравнении с аналогичными показателями клеток до замораживания.A cryoprotective solution containing 22% HMBTOEM, DMSO 8%, oxymethylethylpyridine succinate 0.2%, water for injection up to 100 ml and having a pH of 7.0-7.4 is mixed in a 1: 1 ratio with leukocyte concentrate in a polymer container Compoplast. The mixture, having stood for 8 min at room temperature, is cooled exponentially in an electric freezer in a 4-liter bath with ethyl alcohol 96 ° to -27 ° C for 19-20 minutes. Then the frozen leukoconcentrate is transferred to the chamber of the electric freezer, having a temperature of -70 ° C. The thermogram is recorded using a thermocouple inserted into the Compoplast container with a cryoprotective solution in a final concentration. Defrosting is carried out in a 20-liter water bath at a temperature of + 38 ° C for 30-45 seconds when the container is shaken 3-4 times a second. The temperature of the thawed leukoconcentrate in the container should be between + 2- + 4 ° С. Then determine the morphological safety of thawed leukocyte cells, their viability by vital dye (with 1% eosin solution) and the phagocytic activity of neutrophils in a sample with latex (according to Potapova SG et al., Problems of hematology and blood transfusion. - 1977. - № 9. - p. 58-59). The calculation is expressed as a percentage in comparison with similar indicators of cells before freezing.

Экспериментальные исследования выполнены на базе лабораторий криофизиологии крови Института физиологии Коми НЦ УрО РАН и консервирования крови и тканей ГУ Кировского НИИ гематологии и переливания крови.Experimental studies were performed on the basis of blood cryophysiology laboratories at the Institute of Physiology of the Komi Scientific Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, and blood and tissue conservation at the Kirov Research Institute of Hematology and Blood Transfusion.

Изучены три варианта криопротекторного раствора для лейкоконцентрата, различающихся по концентрации входящих в них ингредиентов. Состав вариантов раствора представлен в таблице 1.Three variants of a cryoprotective solution for leukoconcentrate, differing in the concentration of the ingredients included in them, were studied. The composition of the solution options is presented in table 1.

Таблица 1
Характеристика состава различных вариантов хладоограждающего раствора для замораживания лейкоцитов при низкой температуре, в расчете на 100 г сухого вещества (г).
Table 1
Characterization of the composition of various variants of a cold-enclosing solution for freezing white blood cells at low temperature, per 100 g of dry matter (g).
Номер варианта хладоограждающего раствораVariant number of refrigerant solution Состав хладоограждающего раствораThe composition of the cooling solution ГМБТОЭМ, в %GMBTOEM, in% ДМСО, в %DMSO, in% ОМЭПС, в %OMEPS, in% Вода для инъекций, в мл.Water for injection, in ml. 1one 2424 66 0.300.30 До 100Up to 100 22 2222 88 0.200.20 До 100Up to 100 33 20twenty 1010 0.100.10 До 100Up to 100

Конечная концентрация веществ, входящих в состав растворов N1, N2 и N3 после смешивания 1:1 с лейкоконцентратом, оказывалась в 2 раза ниже исходной (таблица 2), рН среды не изменялась, оставаясь в пределах 7,0-7,4.The final concentration of the substances included in the solutions of N1, N2 and N3 after mixing 1: 1 with leukoconcentrate turned out to be 2 times lower than the initial (table 2), the pH of the medium did not change, remaining in the range of 7.0-7.4.

Таблица 2.
Конечная концентрация ингредиентов в различных вариантах хладоограждающего раствора после смешивания с лейкоцитным концентратом.
Table 2.
The final concentration of the ingredients in various versions of the cold barrier solution after mixing with leukocyte concentrate.
Номер варианта хладоограждающего раствораVariant number of refrigerant solution Конечная концентрация ингредиентов в различных вариантах хладоограждающего раствора после смешивания с лейковзвесьюThe final concentration of the ingredients in various versions of the cold barrier solution after mixing with the suspension ГМБТОЭМ, в %GMBTOEM, in% ДМСО, в %DMSO, in% ОМЭПС, в %OMEPS, in% Вода для инъекций, в мл.Water for injection, in ml. 1one 1212 33 0.150.15 До 200Up to 200 22 11eleven 4four 0.100.10 До 200Up to 200 33 1010 55 0.050.05 До 200Up to 200

Охлаждение производят по экспоненциальной программе: погружают пластикатный контейнер с лейкоконцентратом в 4-литровую спиртовую ванну, охлажденную до -70°С, через 19-20 минут контейнер с замороженным биообъектом извлекают из ванны и переносят в камеру электроморозильника с температурой -70°С для хранения. Контроль замораживания производят по термограмме, записываемой по датчику, находящемуся в контейнере с имитатором-раствором криоконсерванта с конечной концентрацией его ингредиентов. Размораживание осуществляют в 20-литровой водяной ванне при температуре +38°С в течение 30-45 сек, покачивая контейнер 3-4 раза в сек. Отогревают лейкоконцентрат до +2°С - +4°С. Исследования лейкоцитов производили на морфологическую сохранность и функциональную активность (табл.3).Cooling is carried out according to an exponential program: a plastic container with a leukoconcentrate is immersed in a 4-liter alcohol bath cooled to -70 ° C, after 19-20 minutes the container with a frozen bioobject is removed from the bath and transferred to the chamber of an electric freezer with a temperature of -70 ° C for storage . Freezing is controlled by a thermogram recorded by a sensor located in a container with a simulator-solution of cryopreservative with a final concentration of its ingredients. Defrosting is carried out in a 20-liter water bath at a temperature of + 38 ° C for 30-45 seconds, shaking the container 3-4 times per second. The leukoconcentrate is heated to + 2 ° C - + 4 ° C. Leukocyte studies were performed on morphological safety and functional activity (table 3).

Таблица 3.
Результаты после замораживания до -70°С и оттаивания лейкоцитов с различными вариантами предложенного хладоограждающего раствора
Table 3.
The results after freezing to -70 ° C and thawing leukocytes with various variants of the proposed coolant solution
Вариант хладоограждающего раствораVariant of a cooling solution Жизнеспособность лейкоцитовWhite blood cell viability Морфологическая сохранность, %Morphological safety,% Фагоцитарная активность нейтрофилов, %Phagocytic activity of neutrophils,% Верхний предел дозировок ингредиентов раствораThe upper limit of the dosage of the ingredients of the solution 82,8±13,4182.8 ± 13.41 55,0±7,21*55.0 ± 7.21 * n=6n = 6 n=6n = 6 Оптимальное соотношение ингредиентов раствораThe optimal ratio of the ingredients of the solution 94,5±6,8994.5 ± 6.89 75,5±8,5075.5 ± 8.50 n=6n = 6 n=6n = 6 Нижний предел дозировок ингредиентов раствораThe lower limit of the dosage of the ingredients of the solution 68,2±18,3468.2 ± 18.34 57,0±4,00*57.0 ± 4.00 * n=6n = 6 n=6n = 6 * - различие достоверное (р<0,05)* - significant difference (p <0.05)

Биологическую полноценность лейкоцитов, прежде всего нейтрофилов, определяет их фагоцитарная активность. Этот тест, наиболее надежно характеризующий физиологические свойства клеток, был лучшим после замораживания-отогрева при использовании хладоограждающего раствора с оптимальным соотношением его ингредиентов.The biological usefulness of leukocytes, primarily neutrophils, is determined by their phagocytic activity. This test, which most reliably characterizes the physiological properties of cells, was the best after freezing-heating using a cold-enclosing solution with the optimal ratio of its ingredients.

Готовый оптимальный раствор прозрачен, с легким желтоватым оттенком, без запаха, рН=7,0-7,4, хорошо смешивается во всех соотношениях с лейкоцитным концентратом, не вызывает конгломерацию клеток и обеспечивает функциональную и морфологическую сохранность при положительной температуре до замораживания. Раствор проявляет выраженное хладоограждающее свойство при охлаждении лейкоцитов по экспоненциальной программе с +20°С до -70°С.The ready-made optimal solution is transparent, with a slight yellowish tint, odorless, pH = 7.0-7.4, mixes well with leukocyte concentrate in all ratios, does not cause conglomeration of cells and ensures functional and morphological preservation at a positive temperature until freezing. The solution exhibits a pronounced cold-protective property when the white blood cells are cooled according to the exponential program from + 20 ° С to -70 ° С.

Таким образом, разработанный криопротекторный раствор при замораживании лейкоконцентрата до -70°С обеспечил сохранность высокого процента физиологически активных лейкоцитарных клеток. Он может быть применен в учреждениях медицинского и биологического профиля, где имеется необходимое холодильное оборудование.Thus, the developed cryoprotective solution when freezing leukoconcentrate to -70 ° C ensured the preservation of a high percentage of physiologically active leukocyte cells. It can be used in medical and biological institutions, where there is the necessary refrigeration equipment.

Claims (1)

Криопротекторный раствор для замораживания лейкоцитов, содержащий гексаметиленбистетраоксиэтилмочевину, оксиметилэтилпиридина сукцинат и воду для инъекций, отличающийся тем, что замораживают лейкоциты до -70°С, а раствор дополнительно содержит диметилсульфоксид, при следующем соотношении ингредиентов, %:A cryoprotective solution for freezing white blood cells containing hexamethylene bistetraoxyethylurea, oxymethylethylpyridine succinate and water for injection, characterized in that the white blood cells are frozen to -70 ° C, and the solution additionally contains dimethyl sulfoxide, in the following ratio of ingredients,%: ГексаметиленбистетраоксиэтилмочевинаHexamethylene bistetraoxyethylurea 20,0-24,020.0-24.0 ДиметилсульфоксидDimethyl sulfoxide 6,0-10,06.0-10.0 Оксиметилэтилпиридина сукцинатOxymethylethylpyridine Succinate 0,3-0,10.3-0.1 Вода для инъекцийWater for injections до 100 млup to 100 ml
RU2004135631/15A 2004-12-06 2004-12-06 Cryoprotective solution for leukocyte freezing at low temperature RU2290808C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135631/15A RU2290808C2 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Cryoprotective solution for leukocyte freezing at low temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135631/15A RU2290808C2 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Cryoprotective solution for leukocyte freezing at low temperature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004135631A RU2004135631A (en) 2006-05-20
RU2290808C2 true RU2290808C2 (en) 2007-01-10

Family

ID=36657992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004135631/15A RU2290808C2 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Cryoprotective solution for leukocyte freezing at low temperature

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2290808C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464991C1 (en) * 2011-07-15 2012-10-27 Учреждение Российской академии наук Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН Frost protection solution for nuclear blood cell freezing
RU2530149C1 (en) * 2013-07-18 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови Федерального медико-биологического агентства" Cryopreserving agent for blood nucleocyte freezing
RU2543534C2 (en) * 2013-02-26 2015-03-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук Method for cryonic preservation of leukocytes with xenon
RU2723129C2 (en) * 2014-09-18 2020-06-08 Джензим Корпорейшн Methods for creation of cells banks with ultrahigh density
RU2826038C2 (en) * 2014-09-18 2024-09-03 Джензим Корпорейшн Methods of creating ultrahigh density cell banks

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464991C1 (en) * 2011-07-15 2012-10-27 Учреждение Российской академии наук Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН Frost protection solution for nuclear blood cell freezing
RU2543534C2 (en) * 2013-02-26 2015-03-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук Method for cryonic preservation of leukocytes with xenon
RU2530149C1 (en) * 2013-07-18 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови Федерального медико-биологического агентства" Cryopreserving agent for blood nucleocyte freezing
RU2723129C2 (en) * 2014-09-18 2020-06-08 Джензим Корпорейшн Methods for creation of cells banks with ultrahigh density
RU2826038C2 (en) * 2014-09-18 2024-09-03 Джензим Корпорейшн Methods of creating ultrahigh density cell banks

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004135631A (en) 2006-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4965185A (en) Method for low-temperature preservation of embryos
AU758703B2 (en) Cryopreservation of human red blood cells
Bank et al. Basic principles of cryobiology
Linhart et al. Cryopreservation of European catfish Silurus glanis sperm: sperm motility, viability, and hatching success of embryos
Checura et al. Effect of macromolecules in solutions for vitrification of mature bovine oocytes
IL188461A (en) Cell medium and methods for storage of animal cells
Kundu et al. Effect of dextrans on cryopreservation of goat cauda epididymal spermatozoa using a chemically defined medium
CN101088511B (en) Simple method for ultralow temperature preservation of fish sperm
CN108641999B (en) Cryopreservation and recovery method of ovarian tissue
CN101253856A (en) Vitrification frozen stock solution
RU2290808C2 (en) Cryoprotective solution for leukocyte freezing at low temperature
RU2624214C1 (en) Method for cryopreservation of haemopoietic stem cells
CN113490414A (en) Preservation of Stem cells
RU2464991C1 (en) Frost protection solution for nuclear blood cell freezing
Liu et al. Investigating solution effects injury of human T lymphocytes and its prevention during interrupted slow cooling
Huang et al. Cryopreservation of human T lymphocytes under fast cooling with controlled ice nucleation in cryoprotective solutions of low toxicity
RU2439877C2 (en) Cryoprotective solution for moderately hypothermic leukocyte preservation (-40°c)
EP1399018A1 (en) Preservation of blood platelets at cold temperatures
RU2240000C2 (en) Cold-safety solution for freezing leukocytes at sub-moderate temperature
Balint et al. for cryopreservation
CN111972397A (en) Skin cold storage preservation solution and application thereof
Toledo-Pereyra et al. Kidney preservation
Wilson et al. Preservation solutions for solid organ transplantation
RU2138162C1 (en) Method of cryoconservation of platelet-riched plasma
Talwar et al. Sperm freezing injuries

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061207