RU2448897C1 - Способ комплексной очистки физиологических жидкостей - Google Patents
Способ комплексной очистки физиологических жидкостей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448897C1 RU2448897C1 RU2010138654/14A RU2010138654A RU2448897C1 RU 2448897 C1 RU2448897 C1 RU 2448897C1 RU 2010138654/14 A RU2010138654/14 A RU 2010138654/14A RU 2010138654 A RU2010138654 A RU 2010138654A RU 2448897 C1 RU2448897 C1 RU 2448897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blood
- sorbents
- sorbent
- stirosorb
- lps
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 76
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims abstract description 33
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 33
- 230000008081 blood perfusion Effects 0.000 claims 1
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 abstract description 33
- 229920006008 lipopolysaccharide Polymers 0.000 abstract description 23
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 abstract description 9
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 abstract description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 4
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 206010053159 Organ failure Diseases 0.000 abstract description 2
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 abstract description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 abstract description 2
- 230000001991 pathophysiological effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 abstract 1
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 26
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 26
- 230000001719 hemosorption Effects 0.000 description 20
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 14
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 13
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 10
- 206010040047 Sepsis Diseases 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 206010018910 Haemolysis Diseases 0.000 description 8
- 108060008682 Tumor Necrosis Factor Proteins 0.000 description 8
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 8
- 230000008588 hemolysis Effects 0.000 description 8
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 8
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 8
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 8
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- 230000000770 proinflammatory effect Effects 0.000 description 7
- 206010040070 Septic Shock Diseases 0.000 description 6
- 230000005757 colony formation Effects 0.000 description 6
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 description 5
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 5
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 5
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 5
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 5
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 5
- 210000002433 mononuclear leukocyte Anatomy 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- 102000003390 tumor necrosis factor Human genes 0.000 description 5
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 4
- 108090000978 Interleukin-4 Proteins 0.000 description 4
- 108090001007 Interleukin-8 Proteins 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000036303 septic shock Effects 0.000 description 4
- 208000031729 Bacteremia Diseases 0.000 description 3
- 102000000852 Tumor Necrosis Factor-alpha Human genes 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 238000009640 blood culture Methods 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- 230000001951 hemoperfusion Effects 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 210000000440 neutrophil Anatomy 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 231100000699 Bacterial toxin Toxicity 0.000 description 2
- 206010014824 Endotoxic shock Diseases 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 108090000174 Interleukin-10 Proteins 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 230000002924 anti-infective effect Effects 0.000 description 2
- 239000000688 bacterial toxin Substances 0.000 description 2
- 102000015736 beta 2-Microglobulin Human genes 0.000 description 2
- 108010081355 beta 2-Microglobulin Proteins 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 150000002066 eicosanoids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000644 isotonic solution Substances 0.000 description 2
- 150000002617 leukotrienes Chemical class 0.000 description 2
- 238000012454 limulus amebocyte lysate test Methods 0.000 description 2
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 2
- 230000008718 systemic inflammatory response Effects 0.000 description 2
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 2
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 208000037157 Azotemia Diseases 0.000 description 1
- 102000004506 Blood Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010017384 Blood Proteins Proteins 0.000 description 1
- 241000700112 Chinchilla Species 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 238000008157 ELISA kit Methods 0.000 description 1
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000799972 Homo sapiens Alpha-2-macroglobulin Proteins 0.000 description 1
- 101000764535 Homo sapiens Lymphotoxin-alpha Proteins 0.000 description 1
- 241000588747 Klebsiella pneumoniae Species 0.000 description 1
- 108700018351 Major Histocompatibility Complex Proteins 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- 239000006156 Mannitol salt agar Substances 0.000 description 1
- 208000034486 Multi-organ failure Diseases 0.000 description 1
- 208000010718 Multiple Organ Failure Diseases 0.000 description 1
- 206010051379 Systemic Inflammatory Response Syndrome Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 210000003651 basophil Anatomy 0.000 description 1
- 239000006161 blood agar Substances 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 238000004820 blood count Methods 0.000 description 1
- 230000036765 blood level Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000001715 carotid artery Anatomy 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- RNFNDJAIBTYOQL-UHFFFAOYSA-N chloral hydrate Chemical compound OC(O)C(Cl)(Cl)Cl RNFNDJAIBTYOQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002327 chloral hydrate Drugs 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007485 conventional hemodialysis Methods 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 210000003979 eosinophil Anatomy 0.000 description 1
- 210000003617 erythrocyte membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 1
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 1
- 102000049437 human A2M Human genes 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 210000002865 immune cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004731 jugular vein Anatomy 0.000 description 1
- 210000002429 large intestine Anatomy 0.000 description 1
- 230000003859 lipid peroxidation Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 210000001616 monocyte Anatomy 0.000 description 1
- 208000029744 multiple organ dysfunction syndrome Diseases 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229940021222 peritoneal dialysis isotonic solution Drugs 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 229920002338 polyhydroxyethylmethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 230000001839 systemic circulation Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005945 translocation Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 208000009852 uremia Diseases 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- External Artificial Organs (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к эфферентной медицине и может быть использовано при необходимости экстракорпоральной очистки крови у пациентов с гнойно-септическими состояниями. Для этого осуществляют перфузию крови через колонку с сорбентом. При этом в качестве сорбента используют Стиросорб 414, или Стиросорб 514, или Стиросорб 516. Способ позволяет повысить эффективность лечения данной патологии за счет выбора определенных сорбентов, обеспечивающих связывание не только избыточного количества эндогенных медиаторов, провоцирующих развитие патофизиологических нарушений, приводящих к развитию органной и полиорганной недостаточности, но и экзогенных триггерных и медиаторных факторов воспаления, таких как липополисахариды и колониеобразующие клетки. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к способам очистки крови и других физиологических жидкостей (ФЖ), в частности к способам обработки крови в отводном канале системы кровообращения. Изобретение может быть использовано в форме экстракорпорального взаимодействия ФЖ с гранулированным пористым сорбентом.
Проблема комплексной очистки ФЖ, то есть одновременного удаления из крови и других ФЖ микроорганизмов, в частности бактерий, их токсинов, грибов, а также избыточного количества медиаторов воспаления (про- и противовоспалительные цитокины, эйкозаноиды, лейкотриены и т.д.), является актуальной при таких тяжелых системных состояниях как бактериемия, системная воспалительная реакция, сепсис, септический шок, а также для очистки крови или плазмы, предназначенных для переливания.
Однако большинство известных к настоящему времени способов очистки ФЖ предоставляют возможность только частичного решения указанной проблемы.
Известен полимерный адсорбент, предназначенный для очистки крови, селективный для извлечения протеинов средних размеров, таких как цитокины, и β2 микроглобулина (Size-selective hemoperfusion polymeric adsorbents WO 2008/063666). Однако при контакте с известным адсорбентом микроорганизмы, а также факторы, инициирующие воспаление, остаются в ФЖ.
Известен способ очистки ФЖ организма, включающий пропускание ФЖ через материал, который имеет размер, форму и структуру, позволяющие селективно извлекать токсины из ФЖ (Method of purification of physiological liquids of organism US 6159377). В данном случае под токсинами подразумевается β2-микроглобулин - низкомолекулярный белок (11800 Дальтон), присутствующий на поверхности ядросодержащих клеток в качестве легкой цепи антигена главного комплекса гистосовместимости, тогда как в терапии сепсиса принципиально важным является удаление микроорганизмов и их токсинов в комплексе с медиаторными молекулами цитокинового каскада.
Известен способ детоксикации организма, включающий удаление из организма эндотоксинов, в том числе продуктов перекисного окисления липидов путем пропускания крови через сорбент (РФ 2189835). Однако при сепсисе удаление из крови только бактериальных эндотоксинов не является эффективным терапевтическим решением, поскольку развитие системной воспалительной реакции опосредуется цитокиновым каскадом, который будучи запущен, способен к самоподдержанию. Кроме того, грамотрицательные микроорганизмы из первичного гнойного очага, а также микрофлоры толстого кишечника, благодаря усиленной трансинтестинальной транслокации являются постоянными источниками эндотоксинов при гнойно-септических осложнениях.
Известен аффинный сорбент для удаления фактора некроза опухоли. Известный сорбент предназначен для лечения заболеваний, вызванных массивным поступлением цитокинов в кровь, например септического шока (РФ 2123860). Данный сорбент предусматривает удаление провоспалительного цитокина фактора некроза опухоли с помощью иммобилизированного модифицированного α2-макроглобулина человека как из физиологического раствора, так и из крови человека. Этот цитокин является одним из медиаторов запускаемого вследствие контакта бактерий и их токсинов с иммунными клетками каскада, через который реализуется развитие синдрома системной воспалительной реакции - первой стадии сепсиса. Однако фактор некроза опухоли является не единственным медиатором воспаления. Кроме него в механизме развития сепсиса принимают участие другие эндогенные биорегуляторы (ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8). Поэтому для эффективной терапии сепсиса целесообразно удаление избыточных количеств широкого спектра цитокинов, причем не только про-, но и противовоспалительных (ИЛ-4, ИЛ-10), а также бактерий и их токсинов.
Для решения задачи комплексной очистки ФЖ является целесообразным использование неселективных сорбционных колонок, позволяющих удалять наряду с микроорганизмами и бактериальными токсинами также избыток медиаторов из организма больного.
Выпускаемые в настоящее время неселективные колонки для гемосорбции (ГС) чаще всего содержат гранулированный активированный уголь, покрытый целлюлозой (Norit RBX в Adsorba 300 С and Adsorba 150C, Gambro), poly-НЕМА (Hemosorba, Asahi Medical and Nextron Medical Technologies), или гидрогелем с гепарином (dark R&D). Несмотря на то, что прекрасные сорбционные качества угля известны давно, широкому внедрению этого ГС в клиническую практику препятствует то, что в ходе процедуры от гранул отделяются мельчайшие частички, которые ведут к затруднению кровотока в мелких сосудах и капиллярах.
Для того чтобы избежать этого, было предложено покрывать гранулы тонкой биосовместимой мелкопористой мембраной, как в сорбенте Adsorba 300С (Gambro, Швеция) [Mikhalovsky S.V. Emerging technologies in extracorporeal treatment: focus on adsorption // Perfusion. - 2003 - Vоl.18 - №1. - P.47-54]. Таким образом, у конечного продукта несколько улучшились показатели биосовместимости, но понизились сорбционные характеристики, касающиеся поглощения молекул с высоким (выше 15000) и средним молекулярным весом между (300 и 15000), поскольку спектр элиминируемых ими молекул лимитирован размерами мембранных пор, обеспечивающих контакт целевых молекул с активной основой. Этот факт обусловливает еще одну отрицательную черту применения угольных сорбентов - происходит активное истощение низкомолекулярной белковой фракции сыворотки крови.
Известны био- и гемосовместимые сорбенты на основе сверхсшитых полимеров стирола с модифицированной поверхностью, созданные с целью замены всех видов активированных углей в процессе гемоперфузии и перфузии плазмы (РФ 2089283). Адсорбционный спектр известных сверхсшитых полистирольных сорбентов включает вещества мол.м. 100-20000 Дальтон. Наиболее эффективно сорбируются молекулы массой 300-1500 Дальтон, клинически идентифицируемые как «средние молекулы», которые присутствуют в завышенных количествах у больных уремией и многими другими заболеваниями и не полностью удаляются обычными процедурами гемодиализа. Однако при сепсисе необходимо преимущественное удаление высокомолекулярных белковых молекул мол.м. 5000-30000 Дальтон, и липополисахарида, основного компонента эндотоксина, чья мол.м. может достигать 1000000 Дальтон, а также живых микроорганизмов, при максимальном сохранении низкомолекулярных плазменных белков.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи комплексной очистки ФЖ от микроорганизмов, факторов, инициирующих воспаление и цитокинов.
Использование в клинической практике заявляемого способа позволяет достичь нескольких технических (лечебных) результатов:
- удаление из ФЖ факторов, инициирующих воспаление (бактерии и их токсины, грибы);
- эффективная элиминация из ФЖ избыточного количества медиаторов воспаления (про- и противовоспалительных цитокинов, эйкозаноидов, лейкотриенов и т.д.);
- сохранение альбуминовой фракции сыворотки крови;
- гемосовместимость;
- отсутствие заметного токсического воздействия на форменные элементы крови.
Указанные технические и лечебные результаты при осуществлении изобретения достигаются за счет того, что комплексная очистка ФЖ включает экстракорпоральное взаимодействие ФЖ с сорбентом.
Особенность заявляемого способа заключается в том, что в качестве сорбента используют сорбенты серии Стиросорб.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Перспективным направлением решения проблемы комплексной очистки ФЖ особенно при лечении гнойно-септических состояний является использование новых высокоэффективных биосовместимых наносорбентов, в частности неспецифических гидрофобных сорбентов, являющихся продуктом нанотехнологий.
Сорбенты, пригодные для решения поставленной задачи, должны отвечать следующим требованиям:
- гемосовместимостью, приемлемой для клинических условий,
- широким спектром связываемых молекул преимущественно с высоким и средним молекулярным весом.
Для решения поставленной задачи авторами изобретения были опробованы неспецифические гидрофобные сорбенты серии Стиросорб, полученные на основе полистирола, представляющие собой пористые гранулы, обладающие прекрасными сорбционными характеристиками за счет наличия в структуре гранул большого количества пор с предельно широким диапазоном размера (0,6-60 нм). Макропоры микронного и субмикронного размера необходимы для сорбции бактериальных клеток и эндотоксинов (фрагментов клеточных оболочек). Поры размером 3-50 нм (мезопоры) должны быть ответственны за сорбцию разнообразных цитокинов и медиаторов воспаления, тогда как более тонкая пористая (ажурная) структура полимера, характерная для сверхсшитых сорбентов, резко повышает гемосовместимость материала и сорбцию низкомолекулярных токсинов.
Установлено, что сорбенты серии Стиросорб характеризуются прекрасной гемосовместимостью и широким спектром связываемых молекул, преимущественно с высоким и средним молекулярным весом. Химия поверхности и полимодальная пористая структура указанных сорбентов подобраны таким образом, чтобы одновременно сорбировать бактериальные клетки, эндотоксины и широкий спектр про- и противовоспалительных цитокинов, не оказывая негативного воздействия на клеточную формулу крови и состав жизненно важных белков и минеральных компонентов крови.
В процессе экспериментальных исследований авторами заявляемого изобретения установлено, что сорбенты серии Стиросорб отвечают перечисленным выше условиям.
Данные сорбенты способны связывать избыточные количества эндогенных медиаторов, а также способствовать удалению бактерий и других микроорганизмов из ФЖ, и могут быть эффективно использованы в качестве ГС для лечения сепсиса, септического шока и бактериемии людей и животных.
Все тестируемые сорбенты (Стиросорб 414, Стиросорб 516, Стиросорб 514) представляли собой гранулы диаметром 0,3-1,0 мм с развитой внутренней структурой.
Эксперименты осуществляли следующим образом.
1. Элиминация предлагаемыми сорбентами ряда Стиросорб широкого спектра цитокинов и липополисахарида (ЛПС).
Подготовка сорбентов включала их промывку этиловым спиртом, водой и физиологическим раствором. Одинаковые навески (35 мг) набухших в воде сорбентов инкубировали с 5 мл раствора, содержащего следующие цитокины: ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ИЛ-4, ФНОα, ФНОβ, ЛПС (Sigma, USA) на орбитальном шейкере (350 об/мин) в течение 30 минут. В супернатанте и в исходном растворе (контроль) определяли концентрацию ЛПС в LAL-тесте с помощью коммерческих тест-систем (Hycult biotechnology, The Netherlands) и цитокинов с помощью ELISA kit (Bender MedSystems, USA).
В смеси цитокинов сорбцию проводили в течение 30 мин, что вполне позволяло выявить специфику их взаимодействия с тестируемыми сорбентами.
Установлено, что наиболее активно все 3 типа сорбентов элиминировали про- (ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНОα, ФИОβ) и противоинфекционные цитокины (IL-4, -10), а также бактериальные эндотоксины (ЛПС), а наименее активно - самый «тяжелый» цитокин ИЛ-6 (MW21-28кДa).
На фиг.1 приведены данные, характеризующие интенсивность связывания цитокинов сорбентами Стиросорб 516, 514 и 414 в физиологическом растворе.
На фиг.2 приведены результаты оценки способности сорбентов Стиросорб 414, 514 и 516 удалять из раствора ЛПС. Согласно приведенным данным, все 3 исследованных сорбента обладают способностью эффективно (более чем на 50%) снижать уровень ЛПС в изотоническом растворе.
Приведенные на фигурах 1 и 2 результаты убедительно свидетельствуют о способности исследуемых сорбентов эффективно элиминировать из изотонических растворов про- (ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНОα, ФНОβ) и противоинфекционные цитокины (IL-4, -10), а также бактериальные эндотоксины (ЛПС).
2. Оценка биосовместимости сорбентов ряда Стиросорб.
Биосовместимость предлагаемых сорбентов оценивали, исследуя структурные и функциональные изменения клеток крови после коинкубации с тестируемыми сорбентами in vitro. С этой целью оценивали повреждение мембран эритроцитов после контакта с сорбентом в процессе инкубации по степени наблюдаемого гемолиза эритроцитов. Также были проведены исследования воздействия сорбентов на физиологическую активность мононуклеарных клеток крови. Результаты данного исследования приведены в таблице 1.
Полученные данные свидетельствуют о минимальном повреждении эритроцитов, вызывающем гемолиз, в результате инкубации в течение 2-4 ч в контакте с сорбентами:
интенсивность гемолиза соответствует 5% после контакта клеток со Стиросорбом 514 и не детектировалась после воздействия Стиросорбом 516 и 414. Измерения через 1 сутки провели для интегральной оценки последствий взаимодействия эритроцитов с сорбентами. Сорбент 414 вызывал наименьший гемолиз. Даже после 24 ч коинкубации с сорбентом гемолиз не превысил 4%. Этот показатель для сорбента 516 составил 22%, а для 514 - 12,1%. Данные, приведенные в таблице 1, указывают на отсутствие статистически значимых негативных последствий для мононуклеарных лейкоцитов в результате контакта с испытуемыми сорбентами.
По результатам оценки биосовместимости можно заключить, что все протестированные сорбенты обладают удовлетворительными характеристиками, поскольку через сутки их совместной инкубации с изолированными клетками крови интенсивность гемолиза эритроцитов не превышала 22%, а гибель мононуклеарных лейкоцитов - 13%.
3. Изучение эффективности применения сорбента Стиросорб-514 для экстракорпоральной детоксикации при системной воспалительной реакции, индуцированной ЛПС и фактором некроза опухоли на модели эндотоксического шока у кроликов.
В опытах использовались кролики породы шиншилла, прошедшие карантин в течение 2 недель. Во время карантина проводился контроль здоровья лабораторных животных в соответствии с РД 64-126-91. Вес кроликов составлял 3-3,5 кг. Для наркоза использовали 5% хлоралгидрат (0,4 г/кг). Тестируемый сорбент представлял собой гранулы диаметром 0,3-1,0 мм с развитой внутренней структурой. Подготовка сорбента к исследованию включала 3-кратное промывание этанолом, стерильными водой и физиологическим раствором хлорида натрия. Подготовленным сорбентом (10 г) набивали макеты ГС колонок. Перед началом гемоперфузии колонку с ГС Стиросорб-514 промывали 10 объемами стерильного физиологического раствора. Кролику внутривенно вводили раствор ЛПС Klebsiella pneumoniae (Sigma, USA) - 5 мг и раствор human TNFβ - 1000 ME (Biosourse, USA). Кроликам опытной группы через 3 минуты начинали процедуру ГС. У кроликов катетеризировались сонная артерия и яремная вена и по артерио-венозному контуру включалась колонка с ГС Стиросорб-514. Объем колонки 10 мл. Скорость перфузии: 4 мл в минуту. Гепаринизация кролика - 500 ед/кг. Время перфузии 1 час. Пробы крови брали из ушной вены до начала проведения ГС, после введения растворов ЛПС и цитокина и после окончания процедуры ГС (через 1 час). Кроликам контрольной группы ГС не проводили. Пробы крови брали из ушной вены до начала эксперимента, после введения растворов ЛПС и цитокина через 3 минуты и через 1 час. Определение концентрации ЛПС проводили с использованием ЛАЛ-теста на коммерческих тест-системах фирмы HyClon (USA). Измерение концентрации hTNFβ осуществляли иммуно-ферментным анализом с использованием коммерческих тест-систем фирмы ВекторБест (Россия).
Результаты исследования приведены на фигурах 3, 4. Эти данные показывают, что применение ГС приводит к практически полной элиминации из кровотока свободного ЛПС. У кроликов контрольной группы концентрация этого эндотоксина в сыворотке крови через 1 час после введения ЛПС в организм животного была в 11,7 раз выше, чем у кроликов опытной группы.
Исследование динамики изменения в крови цитокина TNFβ показало, что экстракорпоральная детоксикация в течение 1 часа с использованием колонки с испытуемым сорбентом приводила к более выраженному снижению в крови уровня этого провоспалительного цитокина (в 2,3 раза) в сравнении с контрольной группой.
Данные, приведенные в таблице 2, свидетельствуют о том, что через 1 час после введения ЛПС и TNFβ у кроликов контрольной группы наблюдалось снижение относительного количества нейтрофилов в периферической крови, сопряженное с увеличением доли лимфоцитов. Этот эффект обусловлен усилением адгезии нейтрофилов к стенкам сосудов, с последующим выходом в межтканевое пространство. Это свидетельствует о нарастании каскада воспалительной реакции организма, обусловленного ЛПС и провоспалительным цитокином TNFβ.
В то же время применение ГС у кроликов опытной группы способствовало нормализации показателей лейкоцитарной формулы периферической крови. Так, через 1 час после введения провоспалительных агентов в крови кролика, подвергавшегося экстракорпоральной детоксикации с помощью ГС, не наблюдалось истощения какой-либо фракции лейкоцитов. С высокой степенью вероятности этот факт можно расценивать как следствие ингибирования развития воспалительной реакции за счет масштабной и быстрой элиминации из крови животного цитокинов, инициирующих системный воспалительный ответ.
В результате исследований на кроликах, проведенных на модели эндотоксического шока, индуцированного бактериальным эндотоксином и фактором некроза опухоли, было установлено, что экстракорпоральная детоксикация с использованием сорбента Стиросорб-514 позволяет эффективно удалять из системного кровотока бактериальные токсины и медиаторы воспаления. Эти данные свидетельствуют о целесообразности применения сорбента Стиросорб-514 для комплексной интенсивной терапии больных сепсисом с использованием метода ГС.
4. Изучение способности сорбентов ряда Стиросорб иммобилизировать различные микроорганизмы из ФЖ.
Все тестируемые сорбенты (Стиросорб 414, Стиросорб 516, Стиросорб 514) представляли собой гранулы диаметром 0,3-1,0 мм с развитой внутренней структурой. Подготовка сорбентов к исследованию включала 3-кратное промывание этанолом, стерильными водой и физиологическим раствором хлорида натрия.
Для исследований использовали взвеси 20-часовых бактериальных культур. Разведение взвесей соответствовало 0,5 единицы по шкале мутности McFarland. В пробирки с кровью здоровых доноров (450 мл) вводили по 5 мл взвеси грамположительных (S.aureus) и грамотрицательных микроорганизмов (K.pneumoniae pneumoniae и C.fomata). Подготовленную таким образом кровь пятикратно пропускали под давлением через макеты ГС колонок, заполненных тестируемыми сорбентами. Далее производили посев на чашки с плотной питательной средой равных объемов крови после процедуры ГС и крови, не подвергавшейся контакту с сорбентом. Кровь, содержащую S.aureus, высевали на маннит-солевой агар (Panadisa, Испания), K. pneum. pneumoniae - на среду Эндо (Panadisa, Испания), а С.fomata - на кровяной агар (Panadisa, Испания). Все работы производили с соблюдением условий стерильности. Учет результатов проводили через 24 ч, вычисляя показатель торможения колониеобразования (ТКО) гемокультуры после ГС по формуле
ТКО=ККпосле ГС/ККконроль×100%,
где КК - среднее количество колоний в 1 см2 поверхности зоны культурального роста (расчет не менее чем по 10 квадратам).
В контрольном опыте рост бактериальной культуры за счет утилизации маннита, содержащегося в питательной среде, приводит к сдвигу рН среды в кислую сторону и, соответственно, к изменению цвета агара с розового на желтый. В культуре крови после контакта с испытуемыми сорбентами наблюдается снижение колониеобразования S.aureus, что проявляется в существенно меньшем изменении первоначального розового цвета агара.
Количественная оценка обнаруженного эффекта ТКО трех гемокультур после ГС приведена на фиг.5. Представленные данные демонстрируют значительное уменьшение колониеобразования S.aureus после очистки крови в процессе ГС. Наиболее значительной задержки колониеобразования (на 88%) удалось достичь в результате очистки крови Стиросорбом 414. Контакт крови с сорбентами Стиросорб 516 и Стиросорб 514 также приводил к резкому снижению количества выросших колоний (на 63% и 51% соответственно). Это свидетельствует о значительном снижении количества колониеобразующих единиц грамположительных микроорганизмов, оставшихся в крови после фильтрации через слой тестируемых сорбентов. Наибольший эффект очистки крови от физиологически активных грамотрицательных бактерий (K.pneum. pneumoniae) и грибов (C.fomata) был достигнут в результате применения для ГС Стиросорба 414 (ТКО=21% бактерий и 29% грибов).
Авторами также была изучена способность сорбентов серии Стиросорб удерживать клетки бактерий из крови пациентов. Для этой цели был использован сравнительный анализ количества колоний микроорганизмов, сформировавшихся на поверхности плотной питательной среды при высевании на нее равных объемов крови, содержащей бактериальные клетки, до и после контакта крови с сорбентом.
В результате проведенных исследований было выявлено уменьшение количеста: колониеобразующих единиц S.aureus и K.pneum. pneumoniae, при контакте содержащих бактерии образцов крови с тремя образцами материалов на основе сорбентов ряда Стиросорб. Исследованные микроорганизмы характеризуются различными размерами, формой, структурными и биохимическими характеристиками внешней мембраны. Именно этим был обусловлен различный эффект применения тестирумых сорбентов к данным культурам. Выявленное значительное снижение колониеобразования (на 51-88%) S.aureus - мелких 0,5×1 мкм кокков - после ГС может рассматриваться как результат связывания бактериальных клеток сорбентом, т.е. их элиминации из крови. Кроме того, проведенные авторами эксперименты позволяют сделать вывод о том, что сорбенты ряда Стиросорб могут связывать также грамотрицательные бактерии.
Таким образом, заявляемый способ комплексной очистки ФЖ может быть эффективно использован для лечения сепсиса, септического шока и бактериемии людей и животных, поскольку сорбенты ряда Стиросорб способны связывать не только избыточные количества эндогенных медиаторов, провоцирующих развитие патофизиологических нарушений, приводящих к развитию органной и полиорганной недостаточности, но и экзогенные триггерные и медиаторные факторы воспаления: липополисахарид (компонент бактериальной стенки грамотрицательных бактерий) и колониеобразующие клетки.
Изобретение иллюстрировано следующими фигурами:
Фиг.1 - Интенсивность связывания цитокинов сорбентами Стиросорб 516, 514 и 414 в физиологическом растворе.
Фиг.2 - Интенсивность извлечения ЛПС исследуемыми сорбентами из физиологического раствора.
Фиг.3 - Изменение динамики концентрации ЛПС в процессе гемосорбции.
Фиг.4 - Изменение динамики концентрации h TNFβ в процессе гемосорбции.
Фиг.5 - Торможение колониеобразования гемокультуры после гемосорбции (ТКО %).
Таблица 1 - Влияние сорбентов на жизнеспособность мононуклеарных лейкоцитов (МЛ) и гемолиз эритроцитов крови здорового донора в результате их коинкубации с тестируемыми сорбентами (медиана, min÷max).
Таблица 2 - Динамика изменения лейкоцитарной формулы крови животных в процессе гемосорбции.
| Таблица 1 | ||||
| Наименование сорбента | Выживаемость МЛ, % | Гемолиз, % | ||
| Период коинкубации, ч | ||||
| 2 | 4 | 24 | ||
| 516 | 87 | 0 | 0 | 22 |
| 81÷91 | 0÷5,5 | 0÷6,1 | 19,1÷28,9 | |
| 514 | 93 | 3 | 5 | 12 |
| 91÷100 | 1,3÷10,5 | 1,7÷7,1 | 11,2÷14,7 | |
| 414 | 99 | 0 | 0 | 4 |
| 91÷100 | 0÷4,8 | 0÷4,3 | 3,1÷4,0 | |
| Таблица 2 | |||||||
| Группа | Время | Нейтрофилы | Эозинофилы | Моноциты | Лимфоциты | Базофилы | |
| животных | после введения ЛПС и hTNFβ | п/я | с/я | ||||
| Опытная | Исходный | 3 | 25 | 1 | 5 | 66 | 0 |
| уровень | |||||||
| 1 час | 3 | 35 | 1 | 3 | 56 | 0 | |
| Контрольная | Исходный | 4 | 28 | 3 | 3 | 60 | 2 |
| уровень | |||||||
| 1 час | 2 | 21 | 0 | 2 | 75 | 0 | |
Claims (2)
1. Способ экстракорпоральной комплексной очистки крови при лечении гнойно-септических состояний, включающий осуществление перфузии крови через колонку с сорбентом, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют сорбент ряда Стиросорб.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют Стиросорб 414, или Стиросорб 514, или Стиросорб 516.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010138654/14A RU2448897C1 (ru) | 2010-09-20 | 2010-09-20 | Способ комплексной очистки физиологических жидкостей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010138654/14A RU2448897C1 (ru) | 2010-09-20 | 2010-09-20 | Способ комплексной очистки физиологических жидкостей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2448897C1 true RU2448897C1 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010138654/14A RU2448897C1 (ru) | 2010-09-20 | 2010-09-20 | Способ комплексной очистки физиологических жидкостей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2448897C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641924C1 (ru) * | 2016-12-21 | 2018-01-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Сорбционный материал, способ его получения и способ его применения |
| RU2712630C1 (ru) * | 2019-05-22 | 2020-01-30 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Применение гранул сорбента из сверхсшитого полистирола марки "Стиросорб 516" в качестве контактного гемоактиватора клеточных элементов крови |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174412C2 (ru) * | 1999-11-01 | 2001-10-10 | Выренков Юрий Евгеньевич | Устройство комплексной очистки биожидкостей |
| RU2178313C1 (ru) * | 2000-08-29 | 2002-01-20 | Кутушов Михаил Владимирович | Композиция для экстракорпоральной обработки биологических жидкостей и способ получения магнитоуправляемого сорбента для ее осуществления (варианты) |
| WO2010083545A2 (de) * | 2009-01-22 | 2010-07-29 | Zentrum Für Biomedizinische Technologie Der Donau-Universität Krems | Sorptionsmittel für endotoxine |
-
2010
- 2010-09-20 RU RU2010138654/14A patent/RU2448897C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174412C2 (ru) * | 1999-11-01 | 2001-10-10 | Выренков Юрий Евгеньевич | Устройство комплексной очистки биожидкостей |
| RU2178313C1 (ru) * | 2000-08-29 | 2002-01-20 | Кутушов Михаил Владимирович | Композиция для экстракорпоральной обработки биологических жидкостей и способ получения магнитоуправляемого сорбента для ее осуществления (варианты) |
| WO2010083545A2 (de) * | 2009-01-22 | 2010-07-29 | Zentrum Für Biomedizinische Technologie Der Donau-Universität Krems | Sorptionsmittel für endotoxine |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| WINCHESTER JF et al., The next step from high-flux dialysis: application of sorbent technology, Blood Purif. 2002; 20(1):81-6. Review. * |
| ШКУТИНА И.В. и др. Образование супрамолекулярных комплексов в процессах сорбционного выделения аминазина из биологических жидкостей. Нано- и супрамолекулярная химия в сорбционных и ионообменных процессах // материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи. г.Белгород, 14-17 сентября 2010, с.159-162. ДАВАНКОВ В.А. и др. Экспериментальное исследование сорбционной активности гемосорбентов к хлорированным углеводородам. - Токсикологический вестник. - М., №3, 2002, с.2-5. БОЛОТОВ В.М. и др. Хроматографическое концентрирование антоциановых пигментов неионогенным сорбентом - стиросорб МХДЭ-100, IV Всероссийская научная конференция «Химия и технология растительных веществ», Сыктывкар, 25-30 июня 2006, с.324-325. DAVANKOV V., et al., Polymeric adsorbent for removing toxic proteins from blood of patients with kidney failure, J Chromatogr В Biomed Sci Appl. 2000 Feb 28; 739(1):73-80, реферат. IARUSTOVSKIĬ MB, et al., The first experience in using selective sorbents in c * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641924C1 (ru) * | 2016-12-21 | 2018-01-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Сорбционный материал, способ его получения и способ его применения |
| RU2712630C1 (ru) * | 2019-05-22 | 2020-01-30 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Применение гранул сорбента из сверхсшитого полистирола марки "Стиросорб 516" в качестве контактного гемоактиватора клеточных элементов крови |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101036995B1 (ko) | 중합체 친화성 기질과 이의 제조 방법 및 용도 | |
| US7846650B2 (en) | Methods for reducing levels of pro-inflammatory or anti-inflammatory stimulators or mediators in the blood | |
| RU2311183C2 (ru) | Улучшенное разделение | |
| US7556768B2 (en) | Biocompatible devices, systems, and methods for reducing levels of pro-inflammatory or anti-inflammatory stimulators or mediators in the blood | |
| JP5140567B2 (ja) | 選択的吸着デバイスおよび選択的吸着システム | |
| US8334094B2 (en) | Devices, systems, and methods for reducing levels of pro-inflammatory or anti-inflammatory stimulators or mediators in blood products | |
| US8329388B2 (en) | Biocompatible devices, systems, and methods for reducing levels of proinflammatory of antiinflammatory stimulators or mediators in the blood | |
| WO2012112724A1 (en) | Device and method for removal of blood-borne pathogens, toxins and inflammatory cytokines | |
| JP2013518687A (ja) | 体外治療による毒性因子の除去 | |
| US9061108B2 (en) | Aβ-remover, Aβ-removing apparatus, and Aβ removal method | |
| US20020198487A1 (en) | Devices, systems, and methods for reducing levels of pro-inflammatory or anti-inflammatory stimulators or mediators in physiologic fluids | |
| Nakada et al. | Blood purification for hypercytokinemia | |
| US6878127B2 (en) | Devices, systems, and methods for reducing levels of pro-inflammatory or anti-inflammatory stimulators or mediators in the blood | |
| RU2448897C1 (ru) | Способ комплексной очистки физиологических жидкостей | |
| US6803183B2 (en) | Method for removing pyrogens from plasma and blood for treatment of septic shock | |
| Anisimova et al. | Prospects for the application of biporous sorbents based on hypercrosslinked styrene polymers for the prevention and treatment of systemic purulent-septic complications | |
| RU2712630C1 (ru) | Применение гранул сорбента из сверхсшитого полистирола марки "Стиросорб 516" в качестве контактного гемоактиватора клеточных элементов крови | |
| Valenti | Characterization of a novel sorbent polymer for the treatment of sepsis | |
| Fedorchak | Multiple approaches to the treatment of sepsis using an extracorporeal device | |
| JP2014061284A (ja) | 臓器炎症抑制用基材及びデバイス | |
| JP2005296033A (ja) | 体液浄化用吸着材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130921 |