CC BY
54
3. Фрайштат Д.М. Реактивы и препараты для микроскопии. - М.: Химия, 1980. - 480 с.
4. Чепуров А.К., Мерцалова Н.Н. Соотношение контактной коагуляции, заряда и шероховатости поверхности // Физиол. журн. СССР им. И.М.Сеченова. - 1978. - Т. 64, № 11. - С. 1559-1566.
5. Electrochemical Aspects of Hemosorption / Goldin M.M. [a.o.] // J. Electrochem. Soc. - 2006. - V. 153, No 8. - P. J91-J99.
6. Effective numbers of electrons as a criterion of carbon suitability as a hemosorbent / Khubutiya M. [a.o.] // J. Electrochem. Sci. Eng. - 2011. - V. 1, No 1. - P. 27-37.
7. Dacie and Lewis Practical Haematology. 11th ed. / Bain B.J. [a.o.]. -Churchill Livingstone Elsevier, 2012. - 668 p.
УДК 541.135:542.87:612.11
И.В. Горончаровская, Г.Р. Гараева1, Т.Г. Царькова
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 'Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, Москва, Россия
ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОСОВМЕСТИМОСТИ ГЕМОСОРБЕНТА ИЗ ТЕРМИЧЕСКИ РАСШИРЕННОГО ГРАФИТА В УСЛОВИЯХ НАЛОЖЕНИЯ ВНЕШНЕЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
Исследовано взаимодействие тромбоцитов с поверхностью терморасширенного графита (ТРГ), поляризованного до различных потенциалов,с целью оценки вклада поверхностных соединений активированных углей на их биосовместимые свойства. Показано, что в отличие от активированных углей, область биосовместимостимых потенциалов на ТРГ гораздо шире, чем на активированных углях. Предположено, что обнаруженный эффект может быть вызван влиянием поверхностных соединений активированных углей.
The interaction of platelets with thermoexpanded graphite (TEG) surface depends on potential of TEG was investigated, the potential range corresponding to the biocompatibility was obtained. A comparison of this potential region with known data for activated carbons showed that mentioned range is muchbroad for TEG than carbons. It was proposed that found the effect is caused by activated carbon surface compounds.
В настоящее время в медицине продолжают успешно развиваться различные направления эфферентной терапии, включающие метод сорбцион-ной детоксикации организма с помощью перфузии биологической жидкости (крови, лимфы) через колонку с сорбентом. Преимуществом этого метода являются простота и высокие скорости выведения токсических соединений из организма, в том числе средне- и высокомолекулярных, что невозможно при использовании метода гемодиализа. В клинической практике для гемо-сорбции нашли применение такие сорбенты, как активированные угли, полимерные материалы, иониты и природные сорбенты. Однако высокая сорбционная активность указанных сорбционных материалов часто приводит к разрушению форменных элементов крови и удалению из крови не только токсических, но и полезных веществ природного происхождения. Эти недостатки стимулировали поиск новых сорбционных материалов, удовлетворяющих высоким требованиям: сочетанию в одном материале высокой адсорбционной активности, селективности и биосовместимости[1].
Проведенные ранее исследования показали, что с помощью электрохимического модифицирования можно придавать активированным углям свойство биосовместимости, сохраняя при этом высокую адсорбционную активность по отношению к некоторым классам токсических органических соединений[2]. Это оказалось возможным благодаря тому, что при контакте электропроводных материалов с биологическими жидкостями, содержащими растворы электролитов, например, с кровью, на границе разде-ла[электропроводный сорбент]/[биологическая жидкость] формируется двойной электрический слой. Поэтому взаимодействие клеток крови с электродом-сорбентом в значительной степени определятся зарядом поверхности сорбента. Так, было установлено, что травмирующая способность углеродных материалов по отношению к крови зависит от величины их стационарного потенциала. Было установлено также, что область потенциалов от -150 до 50 мВ (относительно насыщенного х.с.э.) является весьма благоприятной для использования углей в биологических средах.
Однако, дальнейшие исследования показали, что поверхностные соединения активированных углей также могут оказывать влияние на ад-
сорбционный процесс и взаимодействие углеродного сорбента с составными элементами крови.
Сравнительно недавно появился новый углеродный материал, не имеющий практически поверхностных групп, характерных для любых активированных углей, и представляет собой практически чистый углерод. Это терморасширенный графит (ТРГ)[3]. Таким образом, представлялось весьма важным исследовать взаимодействие этого материала, модифицированного до различных потенциалов, с клетками крови, чтобы на основе полученных данных оценить вклад поверхностных соединений во взаимодействие сорбента с клетками крови.
В качестве объекта исследования были выбраны тромбоциты. Эти клетки, или форменные элементы крови, принимают участие в гемостазе и образовании тромбов, являясь важнейшим звеном свертывающей системы крови [4]. Плазматическая мембрана тромбоцитов представляет собой классический липидный бислой с включенными в него белками. Поверхность тромбоцитов заряжена отрицательно; предполагается, что основным источником отрицательного заряда на мембране тромбоцитов являются карбоксильные остатки сиаловой кислоты, которые входят в состав некоторых мембранных гликопротеинов. При активации тромбоцитов на их поверхности появляются так же отрицательно заряженные фосфолипиды. Важными свойствами тромбоцитов является их способность к активации и агрегации. Неактивированные тромбоциты имеют дискоидную форму и в основном гладкую поверхность. Неактивированные и активированные тромбоциты показаны на рис. 1. При травме или разрыве сосуда становится возможным контакт тромбоцитов с субэндотелиальными структурами стенки сосуда, способными активировать тромбоциты. Активация тромбоцитов приводит к образованию у них псевдоподий и к их адгезии к субстрату.
Электрохимическое модифицирование терморасширенного прокатанного графита проводилось в потенциостатическом режиме в диапазоне потенциалов от -600 до 600 мВ с помощью потенциостата ГРС-РгоЬ (НПО «Вольта», СПб) в непроточной трехэлектродной ячейке цилиндрической формы с разделением катодного и анодного пространства в физиологическом растворе с перемешиванием. Для приготовления физиологического
раствора (0,15 моль/л№С1) необходимое количество соли взвешивалось на весах SHIMADZU LIBROR EB-430DW. Взвешенная навеска растворялась в холодной бидистиллированной воде. После электрохимического модифицирования физиологический раствор в ячейке заменялся исследуемым раствором. Исследование взаимодействия тромбоцитов с поверхностью поляризованного ТРГ проводили при том же потенциале, что и электрохимическое модифицирование.
Рис. 1. Неактивированные тромбоциты -дискоидные (слева) и активированные сферические тромбоциты с отростками (справа)
Во всех экспериментах в качестве рабочего электрода использовалась пластина ТРГ площадью 4,5 см2. В качестве вспомогательного электрода использовалась пластина ТРГ, площадью в 5 раз превышающей площадь рабочего электрода. Хлорсеребряный электрод служил электродом сравнения.
Для исследования взаимодействия тромбоцитов с ТРГ использовалась лейко-тромбоцитарная масса, которая является фракцией антикоагу-лированной крови, содержащей в основном лекойциты и тромбоциты, и получаемая при помощи центрифугирования цельной крови. Также помимо лейкоцитов и тромбоцитов в ней содержится 10-15% эритроцитов. Перед каждым экспериментом исходная лейко-тромбоцитарная масса разбавлялась в 2 раза (по объему) физиологическим раствором.
Измерение количества тромбоцитов до и после взаимодействия с поляризованным ТРГ проводилось на гематологическом анализаторе Веск-тапСоикегАс * ТёПТ.
На рис. 2. представлены результаты исследования в виде убыли тромбоцитов из системы в зависимости от приложенного потенциала.
0 100 200 300 400
Рис. 2. Зависимость убыли тромбоци- Рис. 3. Зависимость убыли тромбоцитов на тов на поверхности ТРГ от навязан- поверхности различных марок активиро-ного потенциала ванных углей от потенциала
Из представленных данных видно, что увеличение убыли тромбоцитов наблюдается при потенциалах отрицательнее -300 мВ и положительнее +500 мВ. Также наблюдается увеличение убыли тромбоцитов вблизи потенциала +100 мВ. Таким образом, на поверхности ТРГ наблюдаются совершенно иной диапазон потенциалов биосовместимости по сравнению с активированными углями, для которых указанный диапазон от -150 до 50 мВ(рис. 3). Наблюдаемое явление, вероятно, связано с тем, что на поверхности активированных углей присутствуют поверхностные соединения, которые помимо заряда поверхности оказывают влияние на биосовместимость материала, используемого в качестве гемосорбента. На поверхности же ТРГ, как указано выше, поверхностные соединения отсутствуют, и характер взаимодействия материала с форменными элементами крови определяются зарядом поверхности, или приложенным потенциалом.
Библиографический список
1. Углеродные гемо-и энтеросорбенты на основе нанодисперсных углерод - углеродных материалов и использование их в медицине при критических состояниях / Суровикин В.Ф. и др. // Эфферентная терапия. -2008.- Т. 14, № 1-2.- С. 4-8.
2. Electrochemical Aspects of Hemosorption / Goldin M.M.et al // J. Elec-trochem. Soc. 2006. - V. 153, № 8. - P. J91-J99.
3. Терморасширенный графит: синтез, свойства и перспективы применения / Яковлев А.В. и др. // Журнал прикладной химии. - 2006. -Т. 79. - С. 1761-1771.
4. Мазуров А.В. Физиология и патология тромбоцитов. М.: Литтерра, 2011. - 480 с.
УДК 517.977.5:541.183
Е.М. Вахрушева, Е.Н. Иванова, М.Б. Алехина, Т.В. Конькова, Д.Ш. Джумамухамедов, В.И. Ванчурин
Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия
АДСОРБЦИЯ МАКРОКОМПОНЕНТОВ ВОЗДУХА НА ЦЕОЛИТАХ И МИНЕРАЛЬНЫХ АДСОРБЕНТАХ
Измерены адсорбционные емкости сформованных образцов цеолитов BEA, ZSM-5, ZSM-12, мезопористого силиката МСМ-41 и модифицированной монтмориллонитовой глины по макрокомпонентам воздуха. Показано, что из исследованных материалов наибольшей селективностью в отношении азота обладал образец цеолита BEA, в отношении кислорода - образец МСМ-41, в отношении аргона - образец монтмориллонитовой глины.
Adsorption capacity valuesof molded zeolite samples BEA, ZSM-5, ZSM-12, mesoporous silicate MCM-41 and modified montmorillonite clays were measured on macrocomponents of air. It was shown thatthe highest selectivity among the studied materials for nitrogen had sample of zeolite BEA, for oxygen — a sample of MCM-41, for argon — montmorillonite clay sample.
Адсорбционное разделение воздуха с получением кислорода осуществляется с использованием цеолитов. При адсорбции на цеолитах различия в адсорбируемости азота и кислорода обусловлены тем, что кроме дисперсионных и поляризационных сил проявляется дополнительный вклад специфического взаимодействия квадруполей азота и кислорода с внекаркасными катионами цеолита. В отличие от азота молекула кислорода обладает существенно меньшим квадрупольным моментом (0,43*1026 э.с.е., у азота — 1,29*1026 э.с.е [1]), и поэтому вклад специфической со-
