Гематология-инфузионные растворы с кислороднотранспортными свойствами

В клинической практике особоеместо занимает использование кровезамещающих сред с газотранспортнымисвойствами, когда пострадавшему предпочтительней переливание кровезамещающегосостава, а не донорской крови. В медицинские учреждения ежегодногоспитализируются несколько сотен тысяч пострадавших от травми других повреждений, для лечения которых требуется переливаниеискусственных кровезаменителей. Резко возросший дефицит донорскойкрови, возможность распространения через кровь инфекционных заболеваний,исключение необходимости определение группы крови и резус фактора,возможность создания промышленного производства и длительногохранения искусственных кровезаменителей определяет значимостьпроблемы разработки и создания кровезамещающих сред. В настоящеевремя лечебные учреждения мира расходуют на переливания кровиоколо 5 млрд. долларов в год. Предполагается, что эта сумма возрастетвдвое, если не будут разработаны полноценные, широкодоступныеи безопасные от инфекций кровезамещающие средства. Любые катастрофыи военные конфликты сопряжены с резким увеличением потребностейв донорской крови и кровезамещающих средах, поэтому передовыестраны мира заняты разработкой искусственных газоносителей.

Как показывает отечественнаяи зарубежная практика, кровезаменители полифункционального действия- "искусственная кровь" - найдут следующее клиническое применениепри:

* острой кровопотере (травматическом,геморрагическом, ожоговом и инфекционно-токсическом шоках), черепно-мозговойтравме;
* нарушениях микроциркуляции и периферического кровообращения,изменении тканевого обмена и газообмена (гнойно-септические состояния,нарушения мозгового кровообращения, жировая эмболия);
* защите донорских органов (предварительная подготовка донораи реципиента);
* использовании в аппарате искусственного кровообращения.

Существуют два основных направлениясоздания искусственных газоносителей-кровезаменителей для примененияв экспериментальной биологии и медицине. Первое - на основе использованияприродных кислородопереносящих белков - в основном модифицированногогемоглобина из эритроцитов крови - прошло длительный путь развитияи только к настоящему времени достигло клинических испытаний.В первую очередь такие препараты должны обеспечивать газотранспортна уровне свеже заготовленной донорской крови в острый периодпосле кровопотери на срок не менее 10-20 часов, не оказывать повреждающегодействия на организм, обладать достаточно длительным сроком хранения(2-3 года). К настоящему времени к этим требованиям приближаютсяследующие препараты на основе модифицированного гемоблобина: полигемоглобин,разработанный "Нортфилд Лэборэториз" (США), где уже приступилик созданию крупномасштабного производства- модифицированный гемоглобин,разработанный "Бэкстэр" (США), и уже разрешенный FDA для клиническихиспытаний- модифицированный гемоглобин "Гемоксан", разработанныйв НИИ переливания крови ГНЦ РАМН, прошедший фазу экспериментальногоизучения и биологических испытаний, а также препарат "Геленпол",разработанный в ИВС РАН совместно с РосНИИГиТ.

Процесс создания препаратовна основе модифицированного гемоглобина основан на выделении гемоглобинаиз эритроцитов донорской крови с последующей многостадийной химическоймодификацией до получения модифицированного гемоглобина в видеготовой лекарственной формы как в виде растворов, так и в лиофилизированномсостоянии.

Первым этапом получения модифицированногогемоглобина является выделение гемоглобина из донорской крови.Процесс выделения гемоглобина из эритроцитов должен быть организовантаким образом, чтобы он не оказывал влияния на молекулу гемоглобина,способного привести к конформационным изменениям и, следовательно,к уменьшению его функциональной полноценности- иначе это приводитк образованию метгемоглобина, и при дальнейшей химической модификациистабильность молекулы понижается. В результате этого в процессециркуляции в кровеносном русле нарастание метформы приводит ксущественному снижению газотранспортных характеристик. Вместес тем, гемоглобин должен быть очищен от внутриэритроцитарных компонентов,а также стромальных примесей и других компонентов мембраны эритроцитов,которые являются балластом для дальнейшей модификации и могутвызвать нежелательные побочные реакции при введении в кровеносноерусло. Это достигается путем тщательной отмывки эритроцитарноймассы от белков плазмы и соответствующими условиями гемолиза эритроцитов,приводящими к минимальному разрушению их мембраны. При этом концентрациягемоглобина в конечном растворе должна быть максимально высокой,в диапазоне 10 - 20 г/л, что диктуется как процессом дальнейшеймодификации белка, так и проведением необходимых контрольных тестовдля оценки гемоглобина.
Другой путь достижения цели, используемый некоторыми фирмами,состоит в применении модифицированного гемоглобина животных, итакже изучается как возможная альтернатива замены крови. Это привлекательнодля исследователей из-за почти нелимитируемой поставки сырья,но потенциальные патогены в данном случае менее обнаружимы, посравнению с человеческой кровью. В дополнение к этому необходимоотметить, что заменитель крови, основанный на крови животных,может формировать и иммунные ответы и иметь ограничения в методахего очистки.

Первые клинические испытанияпоказали принципиальную возможность использования препаратов наоснове гемоглобина выделенного из человеческой крови. Однако,остаются нерешенными серьёзные проблемы. Это прежде всего побочныереакции при применении модифицированного гемоглобина. Как считаютнекоторые специалисты эти побочные действия связаны как с примесямив препаратах гемоглобина, так и с тем, что гемоглобин являетсясильным связывающим веществом эндотоксинов. После того как FDA(Food and Drug Administration - контролирующая организация зафармпрепаратами в США) составила очень тщательный перечень требований,которые необходимо соблюсти для получения разрешения на дальнейшиеклинические исследования в этой области, количество фирм, занимающихсяпродвижением модифицированого гемоглобина резко сократилось. Темне менее наиболее близки к решению проблемы создания "искусственнойкрови" на основе модифицированного гемоглобина следующие фирмы:"Somаtogen" (США) с препаратом рекомбинантного гемоглобина подназванием "Somatogen", закончившая клинические испытания, и фирма"Baxter", заканчивающая III фазу клинических испытаний с препаратомDCLHb (Diaspirin crosslinked hemoglodin).

Второе направление, основойкоторого являются синтетические - перфтор- органические соединения- существенно отличается от первого, т.к. в данном направлениине требуется забора донорской крови для получения эритроцитовс последующим выделением гемоглобина. В "искусственной крови",полученной с помощью перфторорганических эмульсий, нет природныхкомпонентов, а в качестве сырья используются соединения, получаемыехимическим путем. Данное направление, по мнению ряда специалистов,является более перспективным, поэтому рассмотрим это направлениеболее подробно.

Открытие перфторорганическихсоединений (ПФОС) позволило подойти нетрадиционным способом ксозданию газотранспортных сред, пригодных для медико-биологическогоприменения [1-2-4-5-6]. Способность растворять большое количествогазов и химическая инертность ПФОС привели впервые Gollan F. иClark L. в 1966 году к идее использования перфторорганическихсоединений в качестве перфузионной среды для снабжения сердцакислородом.

В конце 70-х годов японскаяфирма "Green Cross Corporation" выпустила первый коммерческийпрепарат "искусственной крови" на основе эмульсии перфторсоединенийдля клинического испытания под названием "Флюозол-ДА 20%". К клиническомуиспользованию препаратов на основе перфторуглеродных эмульсийотносились с осторожностью, хотя один из создателей "Флюозол-ДА20%" профессор Naito R. первым испытал его на себе. Эти сомнениябыли вызваны тем. что первый японский препарат "Флюозол-ДА 20%",применяемый в клинике с 1978 года, имел ряд серьезных недостатков,а именно: полидисперсный характер эмульсий, влияющий на микроциркуляциюкрови- высокую реактогенность, проявляющуюся в активации системыкомплемента- низкую стабильность эмульсии при ее хранении. Ситуациясущественным образом изменилась, когда американскими исследователямибыли устранены некоторые причины, вызывающие нестабильность эмульсийу вновь созданного перфторуглеродного препарата "Оксигент", получившийодобрение на клинические испытания у FDA, но имевший, так же,как и "Флюозол-ДА 20%", полидисперсный характер распределениячастиц эмульсии и некоторую реактогенность.

В нашей стране, благодаряусилиям академика И.Л.Кнунянца - основателя отечественной школыфторорганики, работы в этой области велись с начала 70-х годовв Санкт-Петербургском институте гематологии и переливания кровии в Центральном НИИ гематологии и переливания крови. Но наиболееинтенсивные исследования проводились в Институте теоретическойи экспериментальной биофизики Российской Академии наук под руководствомпрофессора Ф.Ф. Белоярцева, где был создан первый отечественныйпрепарат - "Перфторан" - на основе эмульсии перфторуглеродов дляклинического применения [8-9-10-11-12-13]. Несмотря на то, чтопрогресс в исследованиях "искусственной крови" идет достаточнобыстро и клинические испытания перфторуглеродных эмульсий расширяются,остаются некоторые нерешенные проблемы.

Несомненно, что название "искусственнаякровь" необходимо выделять в кавычках, так как эмульсия на основеперфторуглеродов, также как и модифицированный гемоглобин, в полноймере не обеспечивают все функции натуральной крови. Перфторуглеродныеэмульсии более правильно рассматривать как плазмозаменители сгазотранспортной функцией в качестве временной замены натуральнойкрови для частичного поддержания транспорта газа, объема циркулирующейкрови, онкотического и осмотического давления, рН и некоторыхдругих физиологических параметров при кровопотерях, хирургическихвмешательствах и органных перфузиях. В этих случаях нет необходимостиопределять групповую совместимость и инфицированность, что способствуетприменению перфторуглеродных эмульсий без задержки в любых экстремальныхусловиях. При этом возможна существенная экономия донорской кровив хирургии, особенно при операциях с искусственным кровообращением.Создание на основе эмульсий перфторуглеродов перфузионных средпозволит организовать банк органов, что сейчас лимитируется отсутствиему кристаллоидных растворов газотранспортной функции. Применениеже эритроцитов в данной области осложняется их гемолизом вследствиемеханического воздействия перистальтических насосов, фильтров,оксигенаторов, что приводит к образованию конгломератов, постепенноблокирующих микроциркуляцию в органах. Перфторуглеродные эмульсиимогут применяться при лечении различных форм анемии, анаэробныхинфекциях, таких как столбняк, где необходимо восстановление функциитранспорта О2. В случаях частичной окклюзии кровеносных сосудовили при черепно-мозговой травме с развитием отека мозга, малыйразмер частиц эмульсии позволит им проникать в ишемизированныеучастки ткани и доставлять О2.

Исследования последних летпоказывают, что химически инертные перфторсоединения могут оказыватьнепосредственное влияние на биологические системы, и это не можетбыть объяснено лишь способностью перфторуглеродов транспортироватьгазы [14-15]. Известно, что ПФОС обладают сродством к фосфолипидам- важнейшим компонентам клеточных мембран [16]. Это предполагаетвозможность гидрофобного взаимодействия ПФОС с мембраной, с последующимиконформационными изменениями в ней [17]. Влияние перфторуглеродов,показанное ранее в экспериментах на уровне бислойных липидныхмембран, изолированных митохондрий [14-15], эритроцитов [18] имикросом [19] свидетельствует об этом.

Эмульсия ПФОС является сложноймногопараметровой системой, свойства которой зависят от ее компонентов.Так, например, стабилизатор перфторуглеродов - проксанол можетсам улучшать микроциркуляцию, увеличивать текучесть крови [20],а также взаимодействовать с гидрофобными участками мембранныхбелков [17]. Кроме этого, исследования, выполненные на фрагментахмиокарда, выявили способность проксанола обратимо угнетать кальциевыйток [21]. Кальциевые каналы миокардиоцитов, как известно, играютключевую роль в работе миокарда. Необратимое нарушение кальциевогогомеостаза рассматривается как центральное патогенетическое звенов ишемических и реперфузионных повреждениях сердца [22].

Способность в 20% перфторуглероднойэмульсией растворять О2, по сравнению с натуральной кровью, недостаточновелика. Так, 2 г гемоглобина может присоединить максимум 1,38мл О2, 1 г железа присоединяет 300 мл О2, если образуется закисноежелезо [23]. Главная химическая особенность гемоглобина состоитв способности присоединять и отщеплять О2 в очень узком диапазонеперепадов давлений этого газа в среде (порядка от 0 до 100 ммрт. ст.). При кислородной емкости крови равной 18 об.% один литркрови содержит кислорода столько же, сколько содержит его одинлитр воздуха. Таким образом, благодаря гемоглобину, воздушнаясреда как бы "переносится" внутрь тканей организма [23]. Однако,скорость реакции растворения и выделения О2 в перфторуглеродахв несколько раз выше. чем у гемоглобина: этот процесс в ПФОС завершаетсяза 14-26 мсек, а у гемоглобина при рН=6,8, температуре 25оС втечение 200-250 мсек. Время растворения и выделения СО2 в перфторуглеродахтакже небольшое по сравнению с гемоглобином и составляет 8,5 мсек.Крайне высокие скорости растворения и выделения газов являютсяосновным условием использования перфторуглеродов в качестве "искусственнойкрови" [24]. Так, перфторуглеродные эмульсии с концентрацией ПФОС- 10 об.% (или 20%) имеют кислородную емкость (при рО2 - 760 ммрт. ст.) всего 7 об.%, что почти в 2,5 раза меньше, чем емкостьпо О2 в крови. Но, тем не менее, вклад эмульсии ПФОС при наличиисубмикронных перфторуглеродных частиц (таблица 1) в кровотокесказывается на состоянии газового баланса кровь-ткани, увеличиваяобщий поток массы кислорода поступающего из крови в ткани и углекислогогаза в противоположном направлении. Это обусловлено тем, что скоростьотдачи и присоединения О2 и СО2 частицами ПФОС не являются факторами,лимитирующими транспорт газов. Малые объемы инфузируемой эмульсиии небольшая емкость по О2 не могут обеспечить реальное увеличениекислородной емкости крови. Более полное извлечение О2 из эритроцитногогемоглобина в присутствии частиц ПФОС при одинаковой потребностии условиях доставки могло быть обеспечено, по-видимому, за счетего ускоренной диффузии в ткани. О правильности данного предположенияговорит увеличение относительной доли потребляемого О2 [25].

Таблица 1. Размеры субмикроныхчастиц 10об.%(20%) перфторуглеродной эмульсии.

Частица эмульсии	Количество частиц в 1 л эмульсии	Общая площадь частиц в 1 л эмульсии
диаметр - 5 . 10-8м
площадь - 7,8 . 10-15 м2	1,53 . 1018	1,2 . 104 м2
объем - 6,54 . 10-23 м3		(12000 м2)
масса - 1,3 . 10-16 г

Данные свидетельствующие оположительной роли эмульсии ПФОС в вымывании СО2 из тканей и транспортеее легкими были получены в работе [26]. Так, было отмечено, чтопри введении небольшой дозы эмульсии ПФОС суммарное содержаниеСО2 в венозной крови у подопытных животных было достоверно большепо сравнению с контролем. Оказалось, что абсолютное количестворастворенного в частицах ПФОС СО2 (мМ/л) при соответствующем рСО2венозной крови на 3 порядка ниже приведенных величин суммарнойуглекислоты. Поэтому разницу в содержании суммарной углекислотымежду опытными и контрольными животными нельзя объяснить простойповышенной растворимостью СО2, но можно отнести за счет ускореннойдиффузии в присутствии ее носителя. Основной причиной данногофеномена является изменение общего массопереноса газов крови.При практически одинаковых величинах соответствующих коэффициентовдиффузии О2 и СО2 в перфторуглеродах и воде, константы диффузииКрога (Кд) для этих газов в перфторорганической фазе намного больше,чем в воде. Проведенные расчеты показали, что Кд для О2 в перфторбутиламинесоставляет 4,4.10-4смз О2/см/мин/ атм, что на порядок больше значенияКд в водной среде - 5,3.10-5 см3 О2/см/мин/атм.

Основой газотранспорта в перфторуглероднойэмульсии "Перфторан", разработанной в Институте теоретическойи экспериментальной биофизики РАН, являются перфтордекалин (ПФД)и перфторметициклогексилпиперидин (ПФМЦП) в соотношении 2:1- сточки зрения выбора ПФОС решающим моментом является способностьперфторуглеродов сохраняться в диспергированном состоянии и быстровыводиться из организма. Так, ПФД - истинный циклический перфторуглерод,и наличие циклической структуры в молекуле ПФД способствует ускоренномувыведению из организма (в течение 1 месяца). Однако ПФД не даетстабильные эмульсии с помощью проксанола, поэтому пришлось добавитьновый перфторуглерод ПФМЦП - второго поколения. ПФМЦП имеет двециклические структуры, гетероатом азота и группу CF3 - именноприсутствие гетероатома азота и группы СF3 позволяет получатьна ПФМЦП достаточно стабильные эмульсии. Использование композицииПФМЦП и ПФД позволяет уменьшить количество ПФМЦП в "Перфторане"(эмульсия ПФД/ПФМЦП) в 3 раза без существенного ущерба в стабильностии сроках выведения.

Исследования показали, чтопосле массивной кровопотери (содержание Hb 5-8 г/дл), вызваннойзабором крови у крыс из яремной вены и возмещенной эмульсией ПФД/ПФМЦП(65-85 мл/кг) или белково-солевым раствором (65-90 мл/кг), содержащимсолевую композицию и 3% альбумин, наблюдается преимущественноперфторуглеродной эмульсии по количеству выживших животных. Приэтом в обеих группах во время введения эмульсии и контрольногораствора дробно проводили дополнительный забор крови, доводя уровеньHb до 1-2 г/дл. Животные во время введения указанных растворови после этого дышали кислородом (рО2 - 500 мм рт. ст.). В опытнойгруппе из 30 крыс, получивших для замещения кровопотери эмульсиюПФОС, выжило 9 животных. В контрольной группе из 20 крыс все животныепогибли в течение первых 3 ч., причем 8 крыс умерло в конце периодавведения от резко выраженной анемии и гипоксии. В опытной группе21 крыса погибла в сроки от 8 до 12 ч., гибель животных была обусловленаострым малокровием в результате массивной потери крови и наступившейчерез 5-6 ч. после введения эмульсии резко выраженной посттрансфузионнойгиповолемии, о чем свидетельствовали крайне низкие цифры ЦВД.Таким образом, массивная кровопотеря у крыс может частично компенсироватьсявведением эмульсией ПФД/ПФМЦП, что указывает на способность перфторуглероднойэмульсии осуществлять газотранспортную функцию, что подтвержденои клиническими испытаниями.

Роль перфторуглеродных эмульсийв доставке кислорода незначительна по сравнению с эритроцитами(таблица 2). Однако, во время ишемии часть капилляров становитсятруднопроходимыми для эритроцитов (спазм, отек). Поэтому в условияхзначительного снижения количества эритроцитов (при больших кровопотерях)роль эмульсии ПФОС в транспорте физически растворенного кислородавозрастает. В присутствии частиц эмульсии перфторуглеродов происходитусиление экстракции кислорода из крови. Увеличение массопереносакислорода за счет ускоренной диффузии связано с более высокойконстантой диффузии Крога для кислорода в ПФОС по сравнению сводной средой. Кроме того, ПФОС, накапливаясь в эндотелии сосудов,могут ускорять транспорт кислорода через этот диффузионный барьер,сопротивление которого в 500 раз больше, чем у плазмы.
Благодаря субмикронному размеру частиц (0,03-0,08 мкм) эмульсииПФОС способны глубоко проникать в ишемизированную ткань, обеспечиваяхорошую оксигенацию любых участков ткани, поскольку частицы эмульсиилегко проникают туда, куда не может проникнуть эритроцит, размерыкоторого в 50-70 раз больше. Все это увеличивает полезную площадькапиллярного массообмена и обеспечивает снабжение кислородом участковткани с обедненной сосудистой сетью и плохим кровообращением.

Tаблица 2. Некоторые показателигазопереноса и растворения кислорода при в/в введении 10об.%(20%)эмульсии ПФОС в дозе 10 мл/кг.

Компонены	Растворимость О2 (%)	Константа диффузии Крога для О2	Скорость оксигенации (мсек)	Поверхность газообмена в 5 литрах (м2)
Эритроциты	98,21	-	200-250	3500
Плазма	1,29	5,3.10-5	-	-
П Ф О С	0,50*	4,4.10-4**	14-26***	60000****

Немаловажное значение имеетвремя циркуляции перфторуглеродных эмульсий в кровотоке, которое,по нашим данным, составляет не более трех суток. Длительностьего зависит от дисперсии частиц эмульсии, поверхностно-активноговещества, покрывающего ПФОС, объема введенной эмульсии и видаживотного. Ценность перфторуглеродной эмульсии как кровезаменителяв значительной степени определяется продолжительностью циркуляцииэмульсии в кровеносном русле. Период выведения проксанола - поверхностно-активноговещества - эмульгатора частиц ПФОС - из организма достаточно быстрыйпроцесс (2-4 ч.), после чего состав дисперсной фазы заменяетсяна поверхности частиц перфторуглеродов на белки и фосфолипидыплазмы крови. Период полувыведения эмульсии из кровотока составляетоколо 24 ч. Основная часть перфторуглеродов выводится через легкиес выдыхаемым воздухом, а меньшая временно захватывается макрофагамипечени и селезенки. Скорость выведения перфторуглеродов из органови тканей зависит от давления паров ПФОС и критической температурырастворения в гексане. Так, полное выведение из организма перфторорганическихсоединений, введенных в составе эмульсии ПФД/ПФМЦП после 50-60%кровезамещения животным составляет 18-24 мес.

Все исследователи, изучавшиехарактер распределения ПФОС, сходятся во мнении о временной кумуляциибольшого количества перфторуглеродов элементами системы мононуклеарныхфагоцитов, распространенных практически во всех органах и тканяхорганизма. По мере выведения ПФОС из организма, на месте перфторуглеродныхгранулем [27], происходит полная регенерация паренхиматозных элементовбез развития остаточного склероза.

Изучение безопасности эмульсиитипа "Перфторан" выявило, что средняя смертельная доза ЛД-50 составляет130 мл/кг или 35,3 г/кг. Для сравнения, средне смертельная дозашироко применяемого в клинике препарата - реополиглюкина составляет15,3 г/кг.

Видео: Растворы

Патологоанатомические исследованияорганов и тканей после введения эмульсии ПФД/ПФМЦП с гистологоанатомическим,цитохимическим и гистоэнзиматическим анализом не выявили признаковнекротических изменений, явлений пролифераций и опухолевого роста.По данным морфологических исследований, через 8 мес. не выявляютсяпризнаки содержания перфторуглеродов в печени, костном мозге,селезенке и других органах. Результаты исследований по возможномуканцерогенному действию однозначно подтвердили отсутствие канцерогенностиу эмульсии ПФД/ПФМЦП ("Перфторан").

На основании доклиническихи клинических исследований в настоящее время в России разрешеноширокое клиническое применение препарата "Перфторан" в качествеплазмозаменителя с газотранспортной функцией, как противошоковоеи противоишемическое средство.

В последние годы активизировалсяпоиск новых перфторсоединений. Одной из главных задач, поставленныххимикам, является синтез перфторуглеродов, стабильных и быстровыводящихсяиз организма, способных к рентгеноконтрастности. Один из такихпрепаратов - эмульсия "Оксигент", которая создана американскойфирмой "Alliance" и разрешена комиссиями FDA (США) пока толькодля клинических испытаний. Эмульсия "Оксигент" состоит из новогоперфторуглерода - перфтороктилбромида (ПФОБ). Это линейное перфторсоединениес присоединенным бромом, что позволяет создавать рентгеноконтрастныеэмульсии, применяемые не только в качестве газопереносящих сред,но и как диагностические препараты. Период полувыведения перфтороктилбромидаочень небольшой и составляет около 4 дней. Эмульсия "Оксигент"достаточно концентрированная: от 31 до 52 об.% - содержание ПФОБ,что позволяет растворять в ней от 17 до 27 об.% кислорода- вязкая- 25-30,6 сП, стерилизуемая автоклавированием при 121оС и стабилизирующаясяфосфолипидами яичного желтка [1].

Другая американская эмульсия"Адамантан" (20 об.%) состоит из перфторметиладамантана и эмульгированафосфолипидами яичного желтка. Вязкость составляет около 3 сП,эмульсия устойчива к тепловой стерилизации и сохраняет стабильностьпри +4оС в течение 1 года, при повышении температуры хранения- несколько месяцев. Величина ЛД50 составляет 138 мл/кг. Как указываетавтор [29], возможность хранения без замораживания, высокие реологическиесвойства и отсутствие активации системы комплемента свидетельствуютоб улучшении качества по сравнению с эмульсиями других составов(о результатах клинических испытаний ничего неизвестно).

К эмульсиям следующего классаотносятся и вновь сконструированные российские многокомпанентные(3-х, 4-х компонентные в отношении ПФОС) эмульсии ("Фторан-МК","Фторан-РК") и низко концентрированые эмульсии ("Фторан-5", "Фторан-2,5"),созданные нами в научно-исследовательской лаборатории биологическогои физико-химического изучения ПФОС из перфтороктилбромида, перфтерметилциклогексилпиперидина,перфтордекалина и перфторбутиламина (в различных соотношениях),эмульгированных проксанолом-268 до среднего размера частиц 0,03-0,07мкм, с максимальным диаметром, не превышающим 0,4 мкм. Разработанныеэмульсии является кровозамещающими и рентгеноконтрастными препаратами,а также перфузионными и консервационными средами, кроме этогоих можно использовать в УЗИ и компьютерной томографии в качестведиагностических сред.

Известно, что свойства перфторуглеродныхэмульсий во многом определяются эмульгаторами. Так, в наших вариантахсоздания эмульсии, использовался проксанол в качестве поверхностно-активноговещества. Эмульсии, стабилизированные проксанолом, сохраняют многиеположительные свойства проксанола. Эти эмульсии более мелкодисперсныи однородны, чем эмульсии на фосфолипидах. Изучая фосфолипидныеэмульгаторы (основа зарубежных перфторуглеродных препаратов) всоставе перфторуглеродных эмульсий, мы пришли к выводу, что перфторуглероднаяэмульсия, стабилизированная фосфолипидами, имеет две дисперсиичастиц. Первая дисперсия частиц состоит из собственно фосфолипидов(крупнодисперсная, имеющая диаметр до 20 мкм). Вторая дисперсиячастиц состоит из ПФОС, окруженных фосфолипидами (мелкодисперсная).Поэтому, создание субмикронных эмульсий, стабилизированных фосфолипидами,по-видимому, пока полностью не решенный вопрос. Кроме того, отечественноепроизводство фосфолипидов яичного желтка во многом уступает зарубежныманалогам. Отечественные фосфолипиды плохо очищены, кардиотоксичныи пирогенны, что делает проблематичным создание приемлемых, сточки зрения медико-биологического использования, эмульсий.

Двадцатилетний период изученияперфторуглеродных эмульсий в Институте теоретической и экспериментальнойбиофизики РАН показал, что создание высоко концентрированных эмульсий,приближающихся по растворению кислорода к крови, достаточно прямолинейныйподход, не имеющий дальнейшей перспективы. На наш взгляд низкоконцентрированные эмульсии с невысокой кислородной емкостью, нос высокими газотранспортными свойствами (за счет огромной площадигазообмена) - наиболее перспективная модель дальнейшего развитияпроблемы "искусственной крови" на основе перфторуглеродных эмульсий.

В заключении необходимо ещераз подчеркнуть, что препараты, созданные как на основе перфторуглеродныхэмульсий, так и модифицированного гемоглобина представляют собойвсего лишь "неполный кровезаменитель" с некоторыми газотранспортнымисвойствами, так как выполняют частично одну из многих функцийкрови - газотранспортную, что составляет только часть многочисленныхи сложных механизмов транспорта, регуляции, свертывания и защиты,которые осуществляются натуральной кровью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Riess J. Fluorocarbon -based blood substitules: what progress // J. Artifical Organs.1991. v.14. p. 253-258.
2. Chang S., Zimmerman N., Jwamoto N., et al.. Experimental vitreonsreplacement wich perfluorotributilamine// Am.J.Ophtalmol. 1987.v.103 p.29-37.
3. Хонда К., Усуба А., Миязава М., и др. Искусственная кровь:от Флюозола-ДА до искусственных эритроцитов // Биосовместимость.1993. т.1. № 2. с.81-94.
4. Sloviter H., Petkovic M., Ogoshi S., et al. Dispersed fluorochemicalsas substitutes for erythrocytes in whole animals // Fed proc.1969. v.28. p. 453 (abstr. 1099).
5. Clark L., Kaplan S., Becattini F. The physiology of syntheticblood // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1970. v.60. p.757-773.
6. Naito R., Yokoyama K. Improvement of perfluorodecalin emulsionwith special regard to in vivo stadity, offering "Fluosol-DA"// Research on Perfluorochemicals in Medicine and Biology. Proc.Symp. April 1977. p.42.
7. Gollan F., Clark L. Organ perfusion with fluorocarbon // Physiologist.1966. № 9 p. 191.
8. Ф.Ф. Белоярцев. Перфторированные углероды в биологии и медицине:Сб. - Пущино, 1980. с.5-21.
9. Ф.Ф.Белоярцев, А.Н.Кайдаш, Б.И.Исламов и др. Кардиоплегия эмульсийфторуглеродов как метод защиты миокарда при операциях на сердце.// Медико-биологические аспекты применения эмульсий перфторуглеродов:Сб. - Пущино, 1983. с.116-127.
10. Г.Р.Иваницкий, Ф.Ф.Белоярцев. О развитии фундаментальных иприкладных исследований по проблеме "Перфторуглероды в биологиии медицине" // Медико-биологические аспекты применения эмульсийперфторуглеродов: Сб.-Пущино, 1983. с.9-38.
11. С.И.Воробьев, Г.Р.Иваницкий, Ю.В.Ладилов и др. Модификациямембран клеток перфторуглеродами как возможный механизм уменьшениястепени ишемического повреждения миокарда. // ДАН СССР. 1988.299. с.228-230.
12. С.И.Воробьев, Ю.В.Ладилов, С.И.Образцов, и др. Предварительноевведение эмульсии ПФОС - новый метод противоишемической защитымиокарда. // Бюлл. Эксп. Биол. Мед. 1990. № 7. с.19-21.
13. С.И.Воробьев, А.З.Васильев, Б.И.Исламов, и др. Оценка возмоностииспользования эмульсии перфторуглеродов для нормотермической перфузииизолированного сердца. // Патофиз. Эксп. Тер. 1991 № 6 с.34-36.
14. Н.Н.Брустовецкий, Е.И.Маевский. Влияние перфторированных соединенийна митохондрии. // Перфторированные углероды в биологии и медицине:Сб. - Пущино, 1980. с.81-85.
15. Е.И.Маевский. Биологические эффекты фторуглеродов и проксанолов.// Перфторированные углероды в биологии и медицине: Сб. - Пущино,1980. с.76-81.
16. Geyer R. Review of perfluorochemical type blood substitutes// Proc. Xht Congress of nutrition. Kyoto, 1975. p. 3-19.
17. Willcox M.A., Newman M., Paton B. //Surg. Res. 1980. v.25.p. 349-356.
18. Е.А.Коваль, Е.И.Маевский. Калиевая проницаемость и устойчивостьэритроцитарных мембран при контакте с перфторированными углеродами.//Перфторированные углероды в биологии и медицине: Сб.-Пущино,1980 с.85-90.
19. В.В.Образцов, Д.Г.Шехтман, Г.Р.Сологуб, и др.. Индукция микросомальныхцитохромов в печени крыс после внутривенного введения животнымэмульсии перфторорганических соединений //Биохимия. 1985. т.50№ 7 с.1220-1227.
20. Jonoff A.S., Mazorow D.L., Coughlin R.T., et al. Modificationof Human Eruthrocyte Membrane Structure by Membrane Stabilizers//Am.J. Hematol. 1981. v.10. p.171-179.
21. Б.И.Исламов, Е.И.Маевский, С.И.Воробьев и др. Влияние ПАВна электромеханическое сопряжение и их вклад в защиту от ишемииэмульсиями фторуглеродов //Вестник АМН СССР. 1987. № 2 с.40-45.
22. Hearse D., Carlick P., Humphrey S. The "stone heart": mechanismsof ischemic contracture //J. Mot. Cell Cardiol. 1977 v.9 Suppl.26.
23. К.П.Иванов. Современные проблемы дыхательной функции кровии газообмена в легких // Физиол. журнал. 1992 т.78 №.11 с. 11-26.
24. Mitsuno T., Tabuchi S., Ohyanagi M., et al. Intake and retentionof perfluorochemical substance of Fluosol-FA (FDA) in Human //Proc.5-th Intern. Symp. on Oxygen-Carring Colloidal Blood Substitutes.Meinz. March 1981.p. 220.
25. И.Н.Кузнецова, К.А.Гербут, Л.В.Лягушкина. Изменение массопереносагазов в крови в условиях гипоксии при инфузии эмульсии перфторуглеродов// Физиол. журнал. 1986 т. LXXII № 2 с.231-238.
26. И.Н.Кузнецова, К.А.Гербут. Коррекция показателей физико-химическогогомеостаза инфузией эмульсии перфторуглеродов при лечении геморрагическогошока у собак // Гематол. Трансфузиол. 1987 № 7 с.36-40.
27. А.М.Голубев, Ф.Ф.Белоярцев, А.З.Васильев, и др. Реакции биологическихсистем при замещении крови эмульсиями фторуглеродов. Москва, 1993.
28. В.В.Образцов, Д.Г.Шехтман, Г.Р.Сологуб, и др. Индукция микросомальныхцитохромов в печени крыс после внутривенного введения животнымэмульсии перфторорганических соединенинй. //Биохимия. 1985 т.50№ 7 с.1220.1227.
29. Moore R.F. Physics of a new synthetic oxygen II. //Biomater.Artific. Cells Artific. Organs. 1988 v.16 № 1-3 p.443-445.